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La radiosonde VAISALA RS92SGP

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Voir aussi : La "pile à eau" - La radiosonde VAISALA RS92-KL - Vol d'une radiosonde - L'écoute des radiosondes - Le radiosondage - Modification du récepteur AR5000 pour ajouter une sortie "detector output" - Décodage de la télémesure de la RS92-SGP - La radiosonde VAISALA RS92-AGP - La radiosonde VAISALA RS80-15G - Comment redonner toute sa puissance à une RS92-SGP - La radiosonde VAISALA RS41-SG -

Description

La RS92-SGP, produite par la firme finlandaise Vaisala depuis 2003, est équipée d'un récepteur GPS pour déterminer son positionnement et permettre la mesure indirecte de la vitesse et de la direction du vent en altitude.
Son boîtier est semblable à celui de la RS92-KL mais comporte une antenne à 4 brins en hélice (QFHA=Quadrifilar Helix Antenna) pour la réception des satellites GPS. Le logiciel SondeMonitor permet le décodage des données transmises par les RS92-SGP et AGP, en particulier la position exacte mesurée à l'aide du récepteur GPS embarqué (à quelques dizaines de mètres près). Les recherches sur le terrain sont ainsi nettement facilitées.
DWD (Deutscher Wetterdienst), l'équivalent allemand de Météo-France et l'AEMet espagnole utilisent des RS92-SGP.
L'IRM, l'Institut Royal Météorologique de Belgique utilise des RS92-SGP munies d'analyseur d'ozone à Uccle, comme le DWD à Hohenspeissenberg. Certaines stations italiennes et la plupart des stations européennes utilisent également des RS92-SGP.
La photo ci-contre montre une RS92SGP telle qu'elle s'est posée dans un terrain couvert de hautes herbes sèches. L'antenne, indiquée par la flèche, est écrasée contre le sol. Dans ce cas la portée ne dépasse guère 1 km.

LA RS41-SG qui succède à la RS92-SGP est apparue en octobre 2013




Caractéristiques

Dimensions du boîtier : hauteur : 90mm (190mm avec le bras supportant les capteurs), largeur : 70mm, épaisseur : 75mm
Masse : 270g avec le bloc de piles LR6, 250g environ avec la "pile à eau" - 157g pour la RS92-SGPL, plus économique en hélium.
Fréquence : fixe et très stable entre 400 et 406 MHz. Le pas entre deux fréquence est généralement de 20kHz (402.700, 702.720...) mais certaines SGP destinés aux militaires utilisent un pas de 10kHz. La bande de fréquences occupée est relativement étroite ( une vingtaine de kHz).
Alimentation : dépend du modèle :
- RS92-SGPW- Pile deshydratée activée à l'eau quelques minutes avant l'utilisation, 8V environ. Le bloc de pile est immergé dans un récipient plein d'eau pendant 5 mn puis égoutté.
- RS92-SPGA- Pile sèche de 9V. Modèle avec switch utilisé dans les Autosondes, les lanceurs automatiques de Vaisala (voir photo ci-dessous)
- RS92-SGPL - Pile au lithium.
- RS92-SGPD- Bloc de 6 piles LR6 alcalines (Panasonic Xtreme Power dans celles capturées en novembre 2007 ou Powerline en novembre 2009 à De Bilt). Tension de 9V. Les piles ont protégées du froid par une coque en polystyrène et deux petites fioles remplies d'un liquide (apparemment de l'eau) . Leur masse thermique participe à la régulation de température en restituant de la "chaleur" lors de la congélation. Voir photo ci-dessous.
La consommation est de l'ordre de 150mA. L'émission cesse lorsque la tension descend en dessous de 7 volts après une période plus ou moins longue où elle se coupe pour redémarrer une ou deux secondes plus tard. C'est un signe indiquant la fin de l'autonomie.
Autonomie : garantie 135mn mais supérieure à 3 heures. D'après Johan, SM6LKM, les RS92-AGP et SGP ont la possibilité d'être programmées pour s'arrêter au bout d'un certain nombre de minutes après le lâcher. Ce "kill timer" n'est généralement pas utilisé.
Pour une RS92-SGPW l'autonomie peut atteindre 7 heures au total. Les RS92-SGPD peuvent atteindre 10h selon la marque des piles. Lorsque la tension des piles descend en dessous d'une certaine valeur, le PA est coupé et la puissance d'émission chute fortement, les recherches peuvent quand même encore continuer à courte distance pendant un temps qui peut dépasser une heure.
Modulation : GFSK. Bande occupée relativement étroite détectable en FM ou mieux, en SSB (pas en WFM). La modulation reste identique après le choc de l'impact. Les SGP et AGP ont des modulations assez différentes (voir ci-dessous).
Puissance d'émission : supérieure à 60 mW pour la SGP (mesurée à +18dBm (70mW) par Eric F1AZJ). Lorsque la tension des piles descend en dessous de 5 ou 6 volts, un "watch-dog" coupe l'émetteur et la portée est alors réduite à quelques centaines de mètres. Après remise sous tension normale, la puissance d'émission reste extrêmement faible (0,5mW environ). Il semble que la reprogrammation de la RS soit nécessaire pour retrouver les 60 mW mais une modification simple permet de retrouver un puissance normale (Comment redonner toute sa puissance à une RS92-SGP).
Capteurs : PTU. La mesure d'hygrométrie relative utilise deux capteurs alternativement, l'un est réchauffé électriquement quand l'autre est utilisé. Le bras qui supporte les capteurs de température et d'hygrométrie est une lame qui sort du boîtier. La sonde de température est un fil très fin. La lame et les éléments sensibles sont assez fragiles.

Le site de VAISALA offre peu d'information sur la RS92SGP


Parachute et vitesse de chute

Les RS92-SGPD lâchées en 2007 à Baiersbronn (DL) ne comportaient pas toujours de parachute. Dans ce cas leur vitesse de chute était de l'ordre de 11m/s en arrivant au sol alors de la vitesse de chute moyenne était de 15m/s. Avec un parachute de 95cm correctement déployé, la vitesse de chute au moment de l'impact peut ne pas dépasser 3m/sec si les restes du ballon éclaté ne sont pas importants. Dans le cas (exceptionnel) d'un boîtier de RS92SGP chutant seul, après rupture de la ficelle, des vitesses de 20 à 22m/sec ont été décodées peu avant l'impact ; généralement, le boîtier éclate sous le choc mais il est arrivé d'en retrouver un en fonctionnement après une chute de plus de 20000m amortie par des ronces.
Pour emporter une RS92SGP à 33000m on peut utiliser un ballon de 600gr gonflé à l'hélium..

Photos

A : antenne récepteur GPS  B : antenne émetteur 403 MHz  C : capteur thermométrique  D : capteurs d'humidité  E : tige d'accrochage de la ficelle  F : boîtier contenant les circuits électroniques  G : connecteur d'alimentation  H : coque en polystyrène  J : fioles pour compenser la différence de masse  K : 6 piles LR06-AA de 1,5 volts		A : antenne récepteur GPS  B : antenne émetteur 403 MHz  C : reste de l'enveloppe du ballon  D : dérouleur de ficelle  E : ficelle  F : capteurs thermométrique et d'humidité

Platine principale montrant le récepteur GPS (en haut et à gauche) et les circuits de codage de la télémesure à droite.		A : antenne récepteur GPS  B : antenne émetteur 403 MHz  D : platine capteurs  E : émetteur 403MHz  F : capteurs thermométrique et d'humidité  G : blindage

La RS92-SGPA comporte un interrupteur de mise en marche et une LED bien pratique pour les chasses de nuit (photo Walter DJ9VF)		RS92-SGPA (photo Walter DJ9VF)

RS92-SGPL avec 3 piles au lithium de type CR123A (photo Walter DJ9VF)		La RS92-SGPL pèse seulement 157g (photo Walter DJ9VF)

Modulation

On la reconnaît relativement facilement à l'oreille.
En FM étroite la modulation est discrète et complexe, timbre stable avec battements à chaque seconde. Sur certains récepteurs le décodage avec SondeMonitor peut se faire en AM.
Les battements sont plus marqués en SSB.
Signe particulier : en SSB on note la présence de la porteuse. La fréquence des battements est de 1 Hz.

La chasse aux RS92-SGP

La SGP est une des radiosondes les plus faciles à écouter puis à chasser :
- modulation très reconnaissable, porteuse permettant la détection en SSB
- fréquence fixe
- puissance moyenne (60 mW) permettant une portée de l'ordre de 1 à 4 km lorsque le boîtier est au sol. Le ratissage devra être assez serré avec une écoute en roulant et des points d'arrêt sont à prévoir tous les deux kilomètres en des endroits bien dégagés. Accrochée en haut d'un arbre dégagé, la portée peut alors dépasser une vingtaine de kilomètres.
- possiblité de décodage de la position GPS pendant la chasse permettant de localiser le point de chute à quelques km près, voire quelques dizaines de mètres lorsque la RS est décodée moins de 3 mn avant l'impact.
- boîtier compact, arrondi et lisse qui se faufile assez facilement entre les branches des arbres. Dans le cas d'une chute en forêt, on la retrouve souvent suspendue à quelques mètres de hauteur alors que le parachute est resté accroché dans un arbre.
- autonomie moyenne : 3h minimum séparent l'impact et la coupure de l'émission mais il est arrivé que la modulation se coupe au bout de 7h de fonctionnement et que l'émetteur continue à émettre pendant 2 ou 3 heures encore. Un sifflement très stable accompagne parfois l'émission finissante.

Etiquettes

Les sondes Vaisala comporte parfois des étiquettes intéressantes. Une RS anglaise capturée dans le département 02 par F4FHM comporte les indications suivantes :
A : date du chargement du lanceur automatique (ici : 3/3/08) suivi du numéro de casier dans le carrousel (ici : tray No 7)
B : numéro de série de la RS (ex : C2347082) que l'on retrouve lors du décodage de la RS92SGP
C : identification WMO du centre de radiosondage (voir liste)