Wie ist die Dopplerverschiebung bei Satelliten im Erdorbit

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Scipio

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Hallo Leute,

ich hab da eine Frage zu Satelliten, welche sich im Erdorbit befinden, bis jetzt konnte ich aber keine zufrieden stellende Antwort finden.

Also es geht um folgendes, wir nehmen (oder denken) uns einen Satelliten, welcher die Erde umkreist. Sagen wir mal in 300 km Höhe. Wichtig ist, bei dieser Frage, dass der Satellit von einem Beobachtungspunkt von der Erde aus, nicht dauerhaft zu sehen ist. Ein Funksignal gibt er übrigens auch ab.

Meine Frage lautet, wie berchnet man die Dopplerverschiebung (Dv), des von dem Satelliten abgegebenen Funksignales. Wenn ich das richtig sehe, gestalltet es sich hier etwas schwieriger, als, wenn man nur die Dv eines Objektes berechnen will, was mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf einen zu oder von einem weg fliegt, Stichwort Relativgeschwindigkeit.

Ich bedanke mich schon mal für eure Antworten.

MfG Scipio

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Offline akku

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Re: Dopplerverschiebung bei Satelliten im Erdorbit
« Antwort #1 am: 26. August 2014, 12:17:06 »
Die folgenden mathematischen Formeln setzen die Geschwindigkeit des Satelliten in Beziehung zur Arbeitsfrequenz und Geschwindigkeit des Satelliten:

Dabei entspricht:
f_d   =   Doppler-korrigierte Downlink-Frequenz
f_u   =   Doppler-korrigierte Uplink-Frequenz
f   =   Original-Frequenz
v   =   Geschwindigkeit des Satelliten relativ zur Bodenstation in Metern/Sekunde
Positiv bei Annäherung, negativ beim Entfernen
c   =   Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (\approx 3 \times 10^8  Meter/Sekunde)
Frequenzänderung        | Downlink-Korrektur      |   Uplink-Korrektur

3 formeln aus link  nehmen, Forum formatiert das schlecht 



quelle http://de.wikipedia.org/wiki/Amateurfunksatellit

auch im wiki viele formeln
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt
hilft das ?

Scipio

  • Gast
Re: Dopplerverschiebung bei Satelliten im Erdorbit
« Antwort #2 am: 26. August 2014, 12:31:29 »
Die folgenden mathematischen Formeln setzen die Geschwindigkeit des Satelliten in Beziehung zur Arbeitsfrequenz und Geschwindigkeit des Satelliten:

Dabei entspricht:
f_d   =   Doppler-korrigierte Downlink-Frequenz
f_u   =   Doppler-korrigierte Uplink-Frequenz
f   =   Original-Frequenz
v   =   Geschwindigkeit des Satelliten relativ zur Bodenstation in Metern/Sekunde
Positiv bei Annäherung, negativ beim Entfernen
c   =   Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (\approx 3 \times 10^8  Meter/Sekunde)
Frequenzänderung        | Downlink-Korrektur      |   Uplink-Korrektur

3 formeln aus link  nehmen, Forum formatiert das schlecht 



quelle http://de.wikipedia.org/wiki/Amateurfunksatellit

hilft das ?

Erst mal danke für die Antwort, ist mir bereits bekannt. Im gleichen Artikel (sogar im gleichen Unterpunkt) steht auch folgendes: "Da die Bestimmung der relativen Geschwindigkeit des Satelliten sehr schwierig ist und die Geschwindigkeit, mit der diese Korrektur durchgeführt werden muss, "

Es geht mir eigentlich um die, dort erwähnte, relative Geschwindigkeit, für mich liest sich das so, als ob sich die Dopplerverschiebung mit der Relativgeschwindigkeit ändern würde, welche sich ja auch während des Vorbeifluges ändert, wenn ich das richtig verstanden habe.

Wenn das ganze also in einem Empfänger korrigiert werden muss, muss doch dann mehrfach nachgeregelt werden oder nicht?

*

Offline akku

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Re: Dopplerverschiebung bei Satelliten im Erdorbit
« Antwort #3 am: 26. August 2014, 12:37:54 »

Wenn das ganze also in einem Empfänger korrigiert werden muss, muss doch dann mehrfach nachgeregelt werden oder nicht?
das ist richtig die Berechnung ist nur eine Augenblicksituation

sat kommt vom Horizont viel Frequenz Dv nach oben
sat ist schon beinahe über deinen Kopf wenig
sat hat relativ zu dir die höchste Erhebung =  KEINE Dv
sat hat höchsten Zenit überschritten Dv sehr wenig nach unten
...
...
wie autohupe im vorbeifahren
zb

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Offline Schillrich

  • Moderator
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Re: Wie ist die Dopplerverschiebung bei Satelliten im Erdorbit
« Antwort #4 am: 29. August 2014, 08:48:26 »
Hallo Scipio,

ohne eine Orbitsimulation wirst du nicht auskommen. Mit der Orbitsimulation kannst du den aktuellen Bewegungszustand des Satelliten im Raum berechnen, und daraus auch die aktuelle Relativbewegung zu einer Bodenstation (die sich selbst auch mit der Erdrotation bewegt). Wenn du das hast, kannst du die aktuelle Dopplerverschiebung der Signale berechnen.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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