Stratosphere Measurements

Team: Daniel Maschek, Stefan Karasek, Gregor Kirchner

Kooperationspartner: Funkamateure des ÖVSV Ortsgruppe Tulln ADL305

Es soll die Nutzlast für einen Wetterballon konstruiert werden, welche diverse meteorologische Daten in den verschiedenen Höhen der Atmosphäre messen und aufzeichnen kann. Durch ein geeignetes Kamerasystem soll die gesamte Flugphase dokumentiert und über eine Bodenstation der gesamte Flug überwacht werden. Die Position des Wetterballons sowie die wichtigsten Wetterdaten sollen zusätzlich mittels GSM und APRS, den Amateurfunkstandard, übertragen werden. Nach dem erfolgreichen Flug ist eine detaillierte Auswertung und Aufbereitung der gemessenen Daten durchzuführen.

Die gesamte Diplomarbeit wurde in drei klar definierte Unterthemen geteilt. Die Bodenstation wurde in Java unter der Verwendung von IntelliJ realisiert und besteht aus einer GSM-Kommunikation zum Wetterballon, sowie zahlreichen Visualisierungen der Mess- und Positionsdaten. Das geforderte Kamerasystem bietet die Möglichkeit sowohl die Zeit der Aufnahme von Fotos und Videos als auch die Höhe, in der sie gemacht werden sollen, zu steuern. Es wurde ebenfalls in Java realisiert und mit der Bodenstation verbunden. Die Nutzlast des Wetterballons wurde mit einem Single-Board-Computer (Raspberry Pi 3 Model B) sowie verschiedenen Sensoren (BMP180 (Luftdruck und Temperatur, GY21 (Temperatur und Luftfeuchtigkeit), DS18B20 (Temperatur)) ausgestattet. Zusätzlich wurde ein Kommunikationssystem mit APRS in die Nutzlast des Ballons integriert, welche eine permanente Funkverbindung gewährleistet.

Es wurde gezeigt, dass es mit vertretbarem Aufwand möglich ist, ein komplexes Messsystem für einen Wetterballon inklusive Kamerasystem und Bodenstation zu entwickeln. Durch eine dauerhafte Funkverbindung konnten die gemessenen Daten schon während der Flugphase analysiert beziehungsweise visualisiert werden. Durch die gemessenen Positionsdaten konnte ebenfalls die Abweichung zu der interpolierten Flugbahn analysiert werden.