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Avionik | Statische Aufladung stört GPS-Empfang?  
28. November 2011: Von Achim H. 
Hallo,

nach dem Einbau eines Garmin GNS 430W in eine Turbo Skylane RG kämpfe ich mit einem paranormalen Phänomen. Das Gerät verliert sporadisch den GPS-Empfang (schaltet also in den Dead Reckoning Modus) und findet ihn oft erst nach einiger Zeit (5-10 Min) wieder. Es wurde alles Mögliche geprüft, die Antenne ist auch neu (GA-35) und auf der rechten Seite des Dachs an der höchsten Stelle montiert. Das am Steuerhorn befestigte Garmin 695 ohne Zusatzantenne hat immer einwandfreien Empfang.

Jetzt wurde mir eine neue, durchaus plausible Theorie angetragen: beim Flug durch besonders trockene Luft findet eine statische Aufladung der Zelle statt, es bildet sich also ein elektromagnetisches Feld, welches den GPS-Empfang stört. Dies soll besonders durch acrylhaltige Putz- oder Poliermittel begünstigt werden.

Die Theorie passt ganz gut, vor allem das mit der sehr trockenen Luft, die wir in den letzten Wochen oberhalb der Inversion hatten. Der Avioniker hatte mehrfach in den letzten Jahren mit diesem Problem zu tun und mir von einem Fall einer Cessna 340 berichtet, bei der letztlich die Antenne in der Kabine angebracht wurde.

Hat jemand Tipps wie man weiter vorgehen könnte? Gibt es eine einfache Möglichkeit, das Vorhandensein der statischen Aufladung bzw. des elektromagnetischen Felds zu messen und gibt es Vorschläge, wie man verhindern kann, dass sich ein solches Feld bildet?

Danke und Gruß,
Achim
28. November 2011: Von M. Koepfer an Achim H.
Hatte ein ähnliches Problem, alle 3-4h hat das 430W für ca. 10-20s die Satelliten verloren. Lösung war einfach: Ab zu Garmin, neues GPS Empfangsteil rein und rd. 800€ später läufts problemlos. Das Gerät war gerade aus der Garantie, aber dafür gabs noch ein Terrain-Datenbankupdate for free
29. November 2011: Von Thomas Dietrich an Achim H.
Achim,

schau mal nach den Static Wicks an Deinem Flieger. Sind die noch alle in Ordnung? Wenn ja, diese mal mit Aceton kurz abwaschen.
29. November 2011: Von Jens-Albert Schenk an Thomas Dietrich
Hatte das gleiche Problem mit vollintegriertem Glascockpit der Cirrus Perspective.
Beide (!) GPS fielen aus, dadurch dann auch der AP und es ging navigatorisch in den Dead Reckoning Mode.
Ein paar Sekunden später war alles wieder da.

Dieses Phänomen trat immer wieder auf. Zwischenzeitlich hatte sich selbst GARMIN USA eingeschaltet und kam mit einem Techniker nach Groningen, um sich das anzusehen. Keine Lösung, Es wurden dann schließlich die beiden GPS-Empfänger getauscht. Das Problem war dann erstmal weg. Aus anderen Gründen haben wir dann die Maschine verkauft und eine SR22T mit FIKI erworben (ebenfalls mit Cirrus Perspective Cockpit). Das Problem hatte ich mit dieser Maschine noch nicht.

Wir haben zwischenzeitlich auch an Funkinterferenzen gedacht (Militär, Radio, Bodenstationen?). Könnten es fehlinterpretierte EGNOS-Sitgnale sein? In meinem jetzigen Flieger steht außerdem ein stromloser Luftentfeuchter. Es wurde nämlich auch gemutmaßt, dass evtl. Kontakte aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit in meinem Hangar korrodieren und zu Fehlsignalen führen könnten.

Fragen über Fragen. Ich wünsche Dir bei der Bewältigung des mysteriösen Problems viel Glück und wäre dankbar über eine Info, solltest Du eine mögliche Ursache gefunden haben.

Gruß
Jens
30. November 2011: Von Andy Pa. an Achim H.
Hallo Achim,

ich hatte ein ähnliches Problem mit meinem 430er WAAS. Es kam zunächst sehr vereinzelt zu Ausfällen, auf der Zeitschiene gesehen 5 - 15 min. Im April diesen Jahres war der Fehler dann permanent, aber Garmin konnte am eingesendeten Gerät keinen offensichtlichen Fehler feststellen.
Das Leihgerät (kein WAAS) funktionierte von April bis Oktober ohne Fehl und Tadel. Nach zwischenzeitlichem Einbau des von Garmin überprüften Gerätes (was genau die gemacht haben, kann mir tollerweise niemand sagen) funktionierte der Funkempfang nicht mehr. Senden ja, Empfangen spärlichst. Gerät wieder gegen den selben Loaner getauscht und ab nach Garmin mit dem WAAS-Gerät. Nach Rückerhalt und Wiedereinbau im Oktober funktioniert auch mein WAAS-Gerät derzeit einwandfrei.
Tendenziell würde ich mehr ein gerätespezifisches Problem vermuten als statische Aversitäten.

Gruß

Andreas
30. November 2011: Von Andreas Heß an Achim H.

Hallo

statische Aufladung wird es vermutlich unter gewissen Umständen während des Fluges geben. Ein Problem wird es doch aber erst, wenn sich das dann entladen kann und eventuell Entladungsströme durch die Elektronik fliessen. Wie soll das in der Luft gehen, das müsste sich dann ja über die Luft zum Erdboden oder sonstigen Potenzialen entladen? Gibt es da Effekte die ich nicht kenne?

30. November 2011: Von Frank Naumann an Achim H.

Gibt es eine einfache Möglichkeit, das Vorhandensein der statischen Aufladung bzw. des elektromagnetischen Felds zu messen...

Berühre während des Fluges ein elektrisch leitendes Teil des Rahmens. Stehen Dir nun die Haare zu Berge, ist der Airframe elektrostatisch geladen (= elektrisches Feld). Ein (niederfrequentes) elektromagnetisches Feld entsteht erst in dem Moment, in dem sich das elektrostatische Feld entlädt, die Ladungen sich also bewegen.

Eine Störung der sehr hochfrequenten GPS-Signale (>1 GHz) durch ein statisches elektrisches oder niederfrequentes elektromagnetisches Feld erscheint mir auch eher unwahrscheinlich. Wenn dem so wäre, dürfte GPS in keiner Großstadt funktionieren.

...und gibt es Vorschläge, wie man verhindern kann, dass sich ein solches Feld bildet?

static wicks überprüfen

30. November 2011: Von  an Frank Naumann

...und gibt es Vorschläge, wie man verhindern kann, dass sich ein solches Feld bildet?...


Immer ein Erdungskabel zum boden führen, ähnlich beim tanken. Ob das im Flug immer machbar ist weiss ich nicht. Anstatt Ober. halt mal Unterleitung....


Aber die Wicks überprüfen könnte helfen..

30. November 2011: Von Gerd Wengler an Achim H.

Ich habe vor einigen Jahren mal gelesen, daß es eine ganz bestimmte transatlantische VHF Funkfrequenz gab, die mit der GPS Frequenz irgendwie interferierte, so daß das GPS keinen Satellitenempfang mehr hatte. Kann das sein oder ist es OWT?

Gerd

30. November 2011: Von joy ride an Gerd Wengler

transatlantische VHF ... mit der GPS Frequenz irgendwie interferierte,

hi gerd, bisschen genauer müsste das schon gehn, der satz enthält 2-3 "falsche erinnerungen": VHF geht nicht transatlantisch, GPS ist UHF, interferenzen zwischen verschiedenen bändern geht nicht.

udo

30. November 2011: Von Gerd Wengler an joy ride

Das, mein Lieber, ist leider nicht richtig. VHF über dem Atlantik wir andauernd benutzt und zwar zum einen airplane-to-airplane (123.4 glaube ich), und zum anderen auch zum Land hin, Gander hat z.B. eine Relais-Station auf Grönland die sehr stark ist. Ich hab’s selber erlebt auf jedem meiner sechs Atlantiküberquerungen mit meiner T182.

Störungen kann es m. E. so gut wie immer geben. Ich bin kein Elektrotechniker, nur einfacher Bergingenieur, aber ich bin sicher, daß ein starker irgendwas Sender das sehr schwache GPS Signal stören kann.

Gerd

30. November 2011: Von  an Gerd Wengler
Das geht schon, ein Frequenzsynthseiser im COM erzeugt eine Grundfrequenz die durch mehrfache Verdopplung und Mischung dann die VHF Frequenz (z.B. 125,4) erzeugt. Ist der Synthesiser nicht so ganz HF-dicht, stört er auch schon mal eine andere Frequenz mit, auch zum Teil deutlich höher sind. Die GPS Frequenzen liegen bei 1575 Mhz und 1227 Mhz. Die Störung tritt aber meist nur dann auf, wenn auch mit dem COM im Flugzeug gesendet wird. Das der Syntheseiser selber das GPS an Board stört OHNE das man sendet halte ich für eher unwahrscheinlich. Merke, schon mein Elektroniklehrer sagte immer "HF geht seltsame Wege".
30. November 2011: Von Hans-Georg Pauthner an 

Wenn man jetzt einfach das Spiel von Oberwellen zur Grundfrequenz macht, dann kann man folgendes rechnerisch festhalten. Die L1-Frequenz vom GPS-System beträgt 1575,42 MHz. Wenn man die Frequenz durch 14 teilt, dann erhält man 112,53 MHz. Also die 13. Oberwelle der Grundfrequenz von 112,53 MHz ( + - 142 kHz) würde in den Empfangsbereich des GPS fallen. Da die Bandbreite des GPS-Signals relativ breit ist (ca. 2 MHz) und die Empfangsfeldstärke so gering ist, dass das eigentliche Signal im Rauschen verschwindet und nur durch Tricks wieder rekonstruiert werden kann, kann eine relative geringe Feldstärke einer Oberwelle von einem Funkgerät zu Empfangsstörungen führen. Mit der gleichen Begründung (geringe Empfangsfeldstärke des GPS-Signals und entsprechend hohe Eingangsempfindlichkeit des GPS-Empfängers) würde auch eine relativ geringe statische Aufladung am LFZ bzw. an der GPS Antenne den Empfangskanal des GPS-Empfängers blockieren, ihn elektrisch "dicht" machen.

30. November 2011: Von joy ride an Gerd Wengler

vhf wird benutzt - aber über relais stationen. und "störung" ist nicht gleichzusetzen mit interferenz = amplitudenverstärkung gleicher frequenzen.

meine andeutung: vielleicht liegt der schlüssel in den details.

30. November 2011: Von Gerd Wengler an joy ride

Wenn meine Erinnerung richtig ist, sagte der Pilot, daß sein GPS Signal ausfiel, wenn er VHF gesendet hat. Das wurde auch noch von anderen Piloten bestätigt und die Frequenz wurde darauf hin auch nicht mehr benutzt. Werd mal sehen, ob ich das finde.

Gerd
30. November 2011: Von Gerd Wengler an Achim H.

Ich habe mal nachgefragt und hier sind drei VHF Frequenzen, bei denen beim Senden (!) in der Tat schon mal GPS Empfangsstörungen aufgetreten sind:

119.30

131.25

121.15

Außerdem wurde gemutmaßt, daß auch Frequenzen nahe bei den oben aufgeführten zu Problemen führen könnten.

Probier das doch mal aus, Achim.

Gerd

1. Dezember 2011: Von Achim H. an Gerd Wengler
Hallo Gerd,

ich habe ziemlich viel ausprobiert und ich hatte den Luxus, dass ich der einzige IFR-Flug in dem Sektor zu der Zeit war, so dass ich COM-Interferenz eigentlich komplett ausschließen kann. Ich habe systematisch alle Geräte ausgeschaltet, konnte aber keinen Zusammenhang feststellen. Allerdings waren die Aussetzer doch recht häufig (mindestens alle 20 Minuten) und sie waren alle oberhalb der Inversion in extrem trockener Luft und haben unter der Wolkenschicht schlagartig aufgehört. Trockene Luft begünstigt die statische Aufladung aufgrund ihrer guten Isolationseigenschaften, das passt also von der Symptomatik gut.

Die static wicks habe ich nach dem Tipp gründlich mit Aceton gereinigt und entfettet. Da war tatsächlich der Schmutz der letzten 100 Jahre dran. Ich frage mich, ob diese Kohlenstoffpinsel über die Zeit degenerieren, sprich ob es evtl. einen Versuch wert sein kann, diese zu ersetzen? Vielleicht gibt es verbesserte GAMI-LoPresti-STOL-wicks als Ersatz? :-)

@Andreas: wie schwierig war es, von Garmin ein Leihgerät zu erhalten? Ich hatte als nächsten Schritt daran gedacht, mir eine GA 35 Antenne auszuleihen und diese auf das Glareshield zu legen.

Danke für die wertvollen Hinweise!

Gruß,
Achim



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1. Dezember 2011: Von Lutz D. an Achim H.
Beitrag vom Autor gelöscht
1. Dezember 2011: Von Andy Pa. an Achim H.
@Achim: Das Leihgerät kam freundlicherweise von der Avionikabteilung meiner Werft. Es war allerdings kein WAAS-Gerät und die Antenne wurde in diesem Zusammenhang mit gecheckt, weil WAAS wohl von ihr einiges mehr abfordern soll. Aber wie geschrieben, seit Oktober hab ich bisher keine Probleme mehr gehabt und war ca. 20 Stunden unterwegs.
1. Dezember 2011: Von Gerd Wengler an Achim H.
Hallo Achim,

ich würde trotzdem einfach mal am Boden die Frequenzen, die ich Dir geschickt habe ausprobieren, und zwar senden. 119.3 scheint besonders „schlimm“ zu sein. Ein Pilot von dem ich gehört habe, brauchte nur 119.3 einzustellen und sofort viel das GPS aus. Auch ein anderer berichtete Ähnliches von dieser Frequenz. Geringer Aufwand, aber dann kannst Du das sicher ausschließen.

Hier ist ein Link, der noch mehr Informationen gibt GPS. Außerdem habe ich heute morgen auch noch gehört, daß 119.3 beim Empfangen das GPS gestört hat. Das könntest Du kurz mit einem Handheld oder einem anderen Flieger am Boden ausprobieren.

Viel Glück,

Gerd

2. Dezember 2011: Von  an Gerd Wengler
Wichtig wäre noch zu wissen, welches Funkgerät (Baureihe) diese Störung verursacht. Nicht jeder Syntheseiser ist gleich.
11. Dezember 2011: Von Achim H. an Achim H.
Mittlerweile habe ich neue Erkenntnisse. Statische Aufladung ist definitiv nicht die Ursache. Bei mir fiel nur das GNS430W immer wieder aus, sonst gar nichts. Statische Aufladung hätte sich im Funk und wohl auch ADF bemerkbar gemacht.

Nachdem einige hier von Defekten im GNS430 berichteten, habe ich ein Leihgerät eingebaut und siehe da, keinerlei Probleme mehr. Mein nagelneues Gerät muss nun wohl in die Reparatur. Eigentlich ist das naheliegend, aber ich konnte mir das bei einem luftfahrtzertifzierten Gerät für 7000 Euro einer renommierten Firma kaum vorstellen. Ziemlich enttäuschend und ein Tauschgerät gibt es auch nicht, das Gerät muss zur Reparatur nach England.

Grüße,
Achim
12. Dezember 2011: Von Claus Kiep an Achim H.

Hatte mal ein ähnliches Problem in einem Kitfox-Nachbau und GARMIN 12 'handheld' am 'panel' . Lag an zu grosser Nähe zu den Zündspulen. Lösung: erstmal Gerät mit dünnem Bleiblech abschirmt. Später erwies sich Schokoladen-Staniol-Papier als noch effektiver.

Claus

9. Januar 2012: Von Achim H. an Claus Kiep
Nachtrag: Garmin hat das kürzlich erworbene GNS430W mit GPS-Aussetzern gegen ein komplett neues Gerät getauscht.

Also Vorsicht für den nächsten GNS430W-Käufer: es könnte mein defektes Gerät in der Schachtel sein! :-)
9. Januar 2012: Von  an Achim H.
Garmin verkauft doch keine Hardware, die nicht getestet ist und den FAA/EASA Vorschriften entsprocht. ;-)

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