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WERAN: Wechselwirkung Windenergieanlagen und Radar/Navigation

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von lokalen

von lokalen Korrekturdaten eines GBAS (ground-based augmentation system), die dem Empfänger online per Funkmodem und mit hoher Updaterate mitgeteilt werden. Dazu ist ein geodätisch eingemessener Referenzpunkt notwendig, an dem der Sender aus seiner Kenntnis der aktuellen Position sowie der aus den GPS-Daten gerechneten Position eine hochgenaue lokale Korrektur ermittelt. Weiterhin ist es möglich, mit einem Lasertracker zeitsynchronisiert die aktuelle Position des UAVs zu erfassen und in einem Post-processing per GPS-Zeit eine offline-Korrektur durchzuführen. Damit lassen sich theoretisch Genauigkeiten in den Ortskoordinaten von besser als 5 cm realisieren. Die tatsächlich erreichbare Genauigkeit durch die aktive Steuerung eines UAVs seitens des Fluglagereglers ist jedoch schlechter und hängt auch stark von den äußeren Gegebenheiten, z.B. Windgeschwindigkeit und Windböen sowie der Zuladung und der damit verbundenen Manövrierbarkeit des UAVs ab. Insbesondere in größeren Höhen ist dabei mit starken Schwankungen zu rechnen. 1.5 Zusammenarbeit mit anderen Stellen 1.5.1 Verbundpartner Partner Ansprechpartner Adresse Telefon Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Fachbereich 2.2: Hochfrequenz und Felder Leibniz Universität Hannover Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik FCS Flight Calibration Services GmbH Dr. Thorsten Schrader (Verbundkoordinator) Prof. Dr. Heyno Garbe Dr. Jochen Bredemeyer Bundesallee 100 38116 Braunschweig Appelstraße 9a 30167 Hannover Hermann-Blenk-Str. 32A 38108 Braunschweig steep GmbH Christoph Stupperich Justus-von-Liebig-Str. 18 53121 Bonn Die vier Projektpartner übernahmen klar definierte und abgegrenzte Rollen innerhalb des Projektes. (0531) 592 2200 (0511) 762 3760 (0531) 23777 85 (0228) 6681 260 Die PTB ist im Rahmen ihrer gesetzlichen Aufgaben für die Definition sowie die Weitergabe der Einheiten zuständig. Die in den genannten Gerichtsurteilen geforderte wissenschaftlich-technische Basis wird im Wesentlichen über die Messung der elektromagnetischen Felder bei verschiedenen Randbedingungen erzeugt, wobei die Messungen auf SI rückgeführt werden. Die zu bearbeitende Problematik erfordert eine stabil schwebende Messplattform mit beliebig wählbarer Beobachtungszeit am Messort im freien Raum. Auf der Messplattform werden verschiedene Sensoren und Antennen für elektromagnetische Felder montiert. Die gesamte Kette zur Erfassung der Messwerte (Sensor inkl. der Plattform) muss jedoch kalibriert werden, um eine Rückführung auf SI zu erreichen. Die PTB entwickelt daher die Messtechnik inkl. der fliegenden Messplattform sowie der Präzisionslokalisierung und auch die Kalibrierung für diese Messtechnik. Die PTB organisiert für die von ihr vorgehaltenen Messgrößen Ringvergleiche bis auf allerhöchste internationale Ebene. Damit obliegt ihr auch die Organisation des im Projekt WERAN plus geplanten Ringvergleichs. 17

Die FCS GmbH betreibt im Auftrag von DFS, Skyguide und Austrocontrol die Flugvermessung der terrestrischen Navigationssysteme wie VOR und z.T. auch der zivilen Radaranlagen. Zu diesem Zweck entwickelt die FCS GmbH geeignete Messtechnik. Außerdem verfolgt die FCS GmbH seit Jahren den wissenschaftlichen Anspruch, die Flugvermessung mit größtmöglicher Präzision durchzuführen. (siehe diverse Veröffentlichungen). Aufgrund der Vorlesungstätigkeit von Dr. Bredemeyer zum Thema Funknavigation und Radar an der Leibniz Universität Hannover ist auch das theoretische Hintergrundwissen zur wissenschaftlichen Bearbeitung vorhanden. Die steep GmbH führt die Radarflugvermessung im Auftrag der Bundeswehr aus. Sie hat damit Zugriff auf die Radaranlagen, um diese in bestimmte Betriebsmodi zu versetzen. Eine über die Jahre erarbeitete und innerbetrieblich aufgebaute Kompetenz im Bereich der WEA Problematik für Radar LV Anlagen ist Grundbedingung für eine differenzierte Betrachtung dieses Themenkomplexes. Die LUH Hannover mit Prof. Garbe führt die numerischen Simulationen für den gestörten Übertragungskanal sowie den Benchmark-Katalog aus. Dazu steht am Rechenzentrum der LUH (RRZN) einer der größten Rechner der Forschungszentren in Norddeutschland mit verschiedenen numerischen Simulationsprogrammen zur Verfügung. Die zu erwartenden aufwändigen Rechenmodelle werden wegen der zur Verfügung stehenden Hauptspeichergröße keine wesentlichen Beschränkungen erfahren. 1.5.2 Beteiligung nicht geförderter Partner im Verbund DWD Deutscher Wetterdienst Der Deutsche Wetterdienst (DWD) hat als nicht geförderter Partner im Verbund teilgenommen. Durch die Mitarbeit des DWD bot sich die Möglichkeit, gezielt auch an diesen Anlagen Betriebsparameter zu ändern. Der DWD stellte dazu den Radar-Windprofiler am Meteorologischen Observatorium Lindenberg bzw. in Nordholz zur Verfügung sowie einen/mehrere ausgewählte Niederschlagsradarsysteme des Radarverbunds des DWD. Die notwendigen Einstellungen und Messungen an den Radarsystemen wurden in Abstimmung und Zusammenarbeit mit den zuständigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des DWD durchgeführt. Da der DWD direkter Nutznießer der Projektergebnisse ist und durch seine Mitarbeit auch eine gewisse Steuerungsfunktion hinsichtlich der geforderten Ergebnisse erreicht wurde, konnte auf eine finanzielle Beteiligung verzichtet werden. Die im Rahmen des Projekts gewonnenen Daten und Erkenntnisse stehen dem DWD zur weiteren Verfügung. DFS Deutsche Flugsicherung Die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH hat als nicht geförderter Partner im Verbund teilgenommen. Die DFS brachte konkrete Szenarien und Fälle ein, in denen Navigationsanlagen, insbesondere VOR, durch WEA gestört werden. Die DFS erhoffte sich durch die Vermessung dieser Fälle mit der neu entwickelten Methode und die Untersuchung konkreter Szenarien die Validierung des von der DFS genutzten Tools zur Beurteilung von WEA in Anlagenschutzbereichen und Beiträge zur Problemlösung aktueller Fälle. Da die DFS direkter Nutznießer der Projektergebnisse ist und durch ihre Mitarbeit auch eine gewisse Steuerungsfunktion bezüglich der offenen Fragestellungen erreicht wurde, konnte auf eine finanzielle Beteiligung verzichtet werden. 18

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  • Seite 33 und 34: Abbildung 12: Antennendiagramm (Por
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  • Seite 41 und 42: Abbildung 26: Numerisches Simulatio
  • Seite 43 und 44: Abbildung 31: Foto der NDB-Messante
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  • Seite 51 und 52: dar. Der Oktokopter verarbeitet bis
  • Seite 53 und 54: Abbildung 44: OEM615-Adapterkarte D
  • Seite 55 und 56: Abbildung 46: Gemessene stationäre
  • Seite 57 und 58: Abbildung 50: Die neue Adapterkarte
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  • Seite 61 und 62: Abbildung 56: Aufbau der Schirmung
  • Seite 63 und 64: CAD-Modell des gesamten Kopters Die
  • Seite 65 und 66: Kalibrierverfahren für das Messsys
  • Seite 67 und 68: Abbildung 65: Prinzipdarstellung de
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    Aus den zwei Höhenscans resultiert

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    Android-App (XMU Viewer) Abbildung

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    2.1.4 AP4: Messtechnik des Übertra

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    Abbildung 73: Übersicht der extern

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    Abbildung 75: XMU-Ausgabe über den

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    Abbildung 79: Gemessene Ausgangslei

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    Abbildung 82: Alle Motoren, Gassoll

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    Tabelle 11: Übersicht der einzelne

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    Bild 2.1: Alle Motoren, Gassollwert

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    Abbildung 91: Motor3, Plastik-Prope

  • Seite 89 und 90:

    In einem zweiten Versuchsaufbau wur

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    Abbildung 97: Untersuchung verschie

  • Seite 93 und 94:

    Abbildung 99: Veränderung des übe

  • Seite 95 und 96:

    Abbildung 103: Messaufbau zur Unter

  • Seite 97 und 98:

    Radarempfänger Abbildung 107: Modu

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    Empfängerprototyps wurde anschlie

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    der FPGA-basierten Plattform (recht

  • Seite 103 und 104:

    Abbildung 114: Leiterplatte der dig

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    Methodik & Vorgehensweise der Stand

  • Seite 107 und 108:

    Abbildung 119: Feldvermessung Elmen

  • Seite 109 und 110:

    Vorbereitung und Durchführung von

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    Werte- verifiziert werden, weshalb

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    Abbildung 122: Foto des stationäre

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    Validierung der Messergebnisse mit

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    Höhenscan Wannendipol bei 0 Grad 0

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    2.1.6 AP6: Simulation des Übertrag

  • Seite 121 und 122:

    Abbildung 135: Arbeitsspeicherbedar

  • Seite 123 und 124:

    In Abbildung 139 ist das simulierte

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    Auch eine Simulation mit 52 WEA ist

  • Seite 127 und 128:

    Untersuchungen zum NDB Um die Auswi

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    Die durchschnittlichen Feldstärkea

  • Seite 131 und 132:

    Abbildung 154: Simulationsmodell ei

  • Seite 133 und 134:

    Abbildung 158: RCS einer frontal be

  • Seite 135 und 136:

    Berechnung von mit Streuobjekten in

  • Seite 137 und 138:

    Abbildung 165: Abweichungen des Azi

  • Seite 139 und 140:

    Wie in Tabelle 17 zusammengefasst,

  • Seite 141 und 142:

    Tabelle 18: Weitere Gruppierungen v

  • Seite 143 und 144:

    Abbildung 173: Mittelwerte der glei

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    Numerische Bestimmung der DVOR Ziel

  • Seite 147 und 148:

    2.1.7 AP7: Durchführung von Messka

  • Seite 149 und 150:

    Abbildung 182: Teilbild des Videofi

  • Seite 151 und 152:

    Abbildung 186: Messung eines synthe

  • Seite 153 und 154:

    Messergebnisse DVOR Warburg Die num

  • Seite 155 und 156:

    Abbildung 194: Messung und numerisc

  • Seite 157 und 158:

    Abbildung 196: Messung des CVOR Nie

  • Seite 159 und 160:

    Messergebnisse ASR-S Hannover und W

  • Seite 161 und 162:

    Abbildung 202: Messung des ASR in H

  • Seite 163 und 164:

    Messergebnisse Radar Messungen der

  • Seite 165 und 166:

    Messergebnisse Windprofiler Der UHF

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    Messergebnisse NDB Um die generelle

  • Seite 169 und 170:

    Allgemeine Vorbemerkungen zu den Me

  • Seite 172:

    28.04.2017 11:29:29 0.0 2 TWT&CFA 2

  • Seite 176:

    III/2 03.05.2017 12:17 478.5 Vissel

  • Seite 180 und 181:

    ASR Der Schwerpunkt der Messungen v

  • Seite 182 und 183:

    Abbildung 218: Strahldurchgänge de

  • Seite 184 und 185:

    Abbildung 221: Spektrogramm einer F

  • Seite 186 und 187:

    langen Pulse des Radars als grüne

  • Seite 188 und 189:

    esseren Trennbarkeit von benachbart

  • Seite 190 und 191:

    Abbildung 229: Zwei Pulse eines Str

  • Seite 192 und 193:

    Abbildung 231: Starke Anstrahlung d

  • Seite 194 und 195:

    Abbildung 233: Geometrische Konstel

  • Seite 196 und 197:

    Abbildung 235: Gemessene Reflexion

  • Seite 198 und 199:

    durchzuführen. Für die Messungen

  • Seite 200 und 201:

    Niederschlagsradar Das 3D-Niedersch

  • Seite 202 und 203:

    Eine höher aufgelöste Verteilung

  • Seite 204 und 205:

    Abbildung 247: WEA am Messpunkt #3

  • Seite 206 und 207:

    In 360 m Entfernung zur WEA steigt

  • Seite 208 und 209:

    Winkelfehlers, nicht jedoch die max

  • Seite 210 und 211:

    Abbildung 254: Variation des Empfä

  • Seite 212 und 213:

    Die Annahmen der Albersheim-Gleichu

  • Seite 214 und 215:

    Abbildung 257: PPI Plotdarstellung

  • Seite 216 und 217:

    Die durchgeführte Flugvermessung z

  • Seite 218 und 219:

    2.1.9 AP9: Flugvermessung (FCS, ste

  • Seite 220 und 221:

    Abbildung 264: Flugplan - Mäander

  • Seite 222 und 223:

    • Bericht zur Flugvermessung HADR

  • Seite 224 und 225:

    Abbildung 267: Panoramabild von DVO

  • Seite 226 und 227:

    Bereits ab einer Entfernung von 25

  • Seite 228 und 229:

    2.1.11 AP11: Benchmark-Katalog (PTB

  • Seite 230 und 231:

    um die Verteilung von elektromagnet

  • Seite 232 und 233:

    konventionellen Flugvermessung. Dam

  • Seite 234 und 235:

    Defence, London, UK, 2005. [16] Dep

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