Sprejem in dekodiranje meteoroloških radiosond: Sledenje visokoletečim balonom z RTL-SDR

Vsak dan se po vsem svetu dvigne na tisoče vremenskih balonov, opremljenih z radiosondami, ki merijo temperaturo, zračni tlak in vlažnost – svoje izmerjene podatke pa po radiu pošiljajo na zemeljsko postajo. Z ugodnim ključkom RTL-SDR in brezplačno programsko opremo lahko tudi ti sprejmeš te signale, jih dekodiraš in v živo spremljaš pot leta. Razburljiv projekt na stičišču meteorologije, radijske tehnike in analize podatkov!

Si nov na področju SDR? Potem najprej preberi Kaj je SDR? Pregled za radijske prijatelje in RTL-SDR za začetnike: za 30 evrov odkrij svet radia. Naslednji video daje dober prvi vtis, kako sprejem izgleda v praksi:

Play

Kaj so vremenske sonde?

Radiosonde so majhni merilni instrumenti na baterije, ki se pritrdijo na vremenske balone in med vzponom do višine 30–35 km neprekinjeno zbirajo podatke:

• Temperatura (od tal do stratosfere)
• Zračni tlak (za določanje višine)
• Relativna zračna vlažnost
• Položaj GPS (za merjenje vetra in sledenje)

Ti podatki se po radiu prenašajo na zemeljsko postajo – običajno v pasu 400 MHz (večinoma 402–406 MHz). Vremenske sonde se dvakrat dnevno (ob 00:00 in 12:00 UTC) izstrelijo s stotin postaj po vsem svetu. V Avstriji danes redno deluje le še postaja Dunaj-Hohe Warte; nekoč so bili vzponi tudi v Gradcu, Innsbrucku in Linzu/Hörschingu, ki so medtem prenehali. Sonde iz sosednjih držav (Nemčija, Slovenija, Italija, Madžarska, Češka) pa redno preletavajo Avstrijo – tudi te je mogoče sprejeti.

Uporaba podatkov

Zbrani podatki se uporabljajo v:

• Modelih za vremensko napoved (globalni in regionalni modeli)
• Raziskavah podnebja
• Varnosti v letalstvu
• Znanstvenih raziskavah (fizika atmosfere)

Zakaj sprejemati sonde?

• Učenje: Razumi radijski prenos, modulacijo, podatkovne protokole
• Spremljanje: Glej v živo, kako se balon dvigne, poči in pade na zemljo
• Lov: Najdi pristale sonde (koordinate GPS se prenašajo!)
• Znanost: Ustvari svoje časovne vrste vremenskih podatkov
• Skupnost: Postani del mednarodne skupnosti radiosond

Kakšno opremo potrebuješ?

Strojna oprema

1. Ključek RTL-SDR (20–30 €)

• RTL-SDR v3 ali RTL-SDR Blog v4
• Frekvenčno območje: 500 kHz – 1766 MHz (popolnoma pokriva 400 MHz)
• Priključek USB

Več o tem: RTL-SDR za začetnike: za 30 evrov odkrij svet radia

2. Antena

• Najpreprostejša rešitev: Priložena teleskopska antena (deluje do razdalje ~50 km)
• Boljša možnost: Četrtvalovni groundplane za 400 MHz (~18 cm dolžine + 4 radiali)
• Profesionalna postavitev: Usmerjena antena (Yagi) za večji doseg (100+ km)

3. Računalnik

• Windows, Linux ali macOS
• Tudi Raspberry Pi deluje povsem dobro – glej Raspberry Pi v shacku: najboljše uporabe za radioamaterstvo 2026

Programska oprema

1. Programska oprema SDR (za sprejem signala)

• SDR# (Windows) – preprosta in priljubljena
• GQRX (Linux/macOS)
• CubicSDR (vse platforme)

2. Programska oprema za dekodiranje

• SondeHub Tracker – spletni, samodejno dekodiranje in spletni zemljevid
• radiosonde_auto_rx – samodejni sledilnik za Raspberry Pi/Linux
• rs41tracker – za sonde Vaisala RS41
• dxlAPRS – napredno orodje z integracijo APRS

3. Vizualizacija

• SondeHub: sondehub.org – svetovni zemljevid vseh aktivnih sond
• Radiosondy.info: radiosondy.info – zgodovinski podatki, napovedi

Katere vrste sond obstajajo?

Različni proizvajalci in modeli uporabljajo različne načine modulacije in frekvence:

1. Vaisala RS41 (najpogostejša)

• Proizvajalec: Vaisala (Finska)
• Frekvenca: 400–406 MHz (večinoma 402–405 MHz)
• Modulacija: GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
• Hitrost prenosa: 4800 baud
• Posebnost: Podatki GPS + senzorji PTU, zelo robustna
• Razširjenost: Najbolj razširjena po vsem svetu, tudi v Avstriji

2. Graw DFM-09/17

• Proizvajalec: Graw (Nemčija)
• Frekvenca: 401.500–404.000 MHz
• Modulacija: FSK
• Posebnost: Nemški proizvajalec, pogosta v Evropi

3. Meteomodem M10/M20

• Proizvajalec: Meteomodem (Francija)
• Frekvenca: 401.500–405.700 MHz
• Modulacija: GFSK/2FSK (družina FSK, ~9600 baud, biphase-/Manchester kodiranje)

4. LMS6 (Lockheed Martin)

• Proizvajalec: Lockheed Martin (ZDA)
• Frekvenca: 400.500–406.000 MHz
• Modulacija: FSK
• Razširjenost: ZDA, manj v Evropi

5. iMet-4 (InterMet)

• Proizvajalec: InterMet (ZDA)
• Frekvenca: 400.500–406.000 MHz
• Modulacija: AFSK (Bell 202)

Nasvet: V Avstriji in Srednji Evropi boš sprejemal predvsem Vaisala RS41 – te so zelo dobro dokumentirane in jih je enostavno dekodirati.

Navodila korak za korakom: sprejem sond

Korak 1: Ugotovi čase izstrelitve

Vremenske sonde se po vsem svetu izstreljujejo ob fiksnih časih:

• 00:00 UTC (01:00 CET pozimi, 02:00 CEST poleti)
• 12:00 UTC (13:00 CET pozimi, 14:00 CEST poleti)

Aktivna izstrelitvena postaja v Avstriji:

• Dunaj-Hohe Warte (WMO 11035) – trenutno edina redno delujoča postaja radiosond v Avstriji (00:00 in 12:00 UTC)

Opomba: Nekdanje avstrijske postaje Gradec, Innsbruck in Linz/Hörsching ne izstreljujejo več sond; Salzburg nikoli ni bil postaja radiosond. Zato pa sonde iz sosednjih držav pogosto preletavajo Avstrijo – pogled na zemljevid v živo se torej splača tudi brez lokalne izstrelitve.

Orodja za napoved:

• radiosondy.info – prikazuje napovedi, kdaj bo sonda dosegljiva v tvoji bližini
• sondehub.org – zemljevid vseh aktivnih sond v živo

Korak 2: Najdi frekvenco

Natančna frekvenca se razlikuje:

• Tipično: 402.000–405.000 MHz
• Pasovna širina: ±5 kHz

Postopek:

1. Odpri programsko opremo SDR (npr. SDR#)
2. Nastavi frekvenco na 403.000 MHz (dobra srednja vrednost)
3. Način nastavi na NFM (Narrowband FM)
4. Pasovna širina: 10–15 kHz
5. Opazuj prikaz slapa (waterfall) – po začetku signala (00:00 ali 12:00 UTC) bi se moral pojaviti močan signal

Kako zveni vremenska sonda?

Neprekinjen, monoton „bip-bip-bip" ali šumu podoben zvok podatkov – noben govorni signal!

Korak 3: Dekodiraj signal

Naslednji vodič v nemščini korak za korakom prikazuje, kako z SDRangel dekodiraš RS41:

Play

Metoda A: SondeHub Tracker (najpreprostejša rešitev)

1. Obišči sondehub.org
2. Klikni na „Upload Data" → „Auto RX Setup"
3. Sledi navodilom za namestitev radiosonde_auto_rx
4. Programska oprema samodejno dekodira in naloži podatke na SondeHub
5. Glej svoje sprejete sonde v živo na svetovnem zemljevidu!

Metoda B: ročno z rs41tracker

1. Prenesi rs41tracker (GitHub)
2. Priključi ključek SDR
3. Zaženi rs41tracker s sprejeto frekvenco
4. Orodje dekodira položaj GPS, temperaturo, tlak, vlažnost
5. Izvozi podatke kot KML za Google Earth ali CSV za Excel

radiosonde_auto_rx: podroben pogled na samodejni sledilnik sond

Daleč najbolj priljubljena programska oprema za trajni sprejem sond je radiosonde_auto_rx – odprtokodni projekt Project Horus okoli Marka Jessopa (VK5QI), ki stoji tudi za SondeHub. Za razliko od ročnega dekoderja je auto_rx zasnovan za nenadzorovano neprekinjeno delovanje (24/7): ko je enkrat nastavljen, neprekinjeno teče na Raspberry Pi ali računalniku z Linuxom, sam išče sonde, jih dekodira in naloži podatke. Idealno za stalno sprejemno postajo, ki je samodejno pripravljena ob vsakem spustu (00:00 in 12:00 UTC).

Kako deluje samodejno zaznavanje

Jedro je samodejno iskanje frekvenc: auto_rx z orodjem rtl_power preišče sondni pas (običajno 400–406 MHz) in išče vrhove signala. Ko najde kandidata, samodejno prepozna vrsto sonde in zažene ustrezen dekoder. Velika prednost: vnaprej ti ni treba poznati ne časa spusta ne frekvence – podatkov, ki jih vremenska služba običajno ne objavi. Če frekvenco vseeno poznaš, lahko z belim seznamom poslušaš samo določene kanale in prihraniš računsko obremenitev.

Podprte sonde in strojna oprema

• Več kot 16 vrst sond: Vaisala RS41 in RS92, Graw DFM-06/09/17, Meteomodem M10/M20, InterMet iMet-4/54, Meisei iMS-100/RS11G, Lockheed Martin LMS6, MRZ-H1, MTS01 in druge – s položajem, temperaturo, tlakom in vlago glede na vrsto.
• Strojna oprema SDR: RTL-SDR (v3/v4) ter Airspy Mini in Airspy R2. Airspy R2 lahko hkrati spremlja celoten sondni pas – kot računalnik zadošča Raspberry Pi 4.
• Več sond hkrati: z več SDR-ključki lahko auto_rx vzporedno sledi več sondam.

Nalaganje podatkov in spletni vmesnik

• SondeHub: privzeto se položaji pošiljajo v SondeHub Radiosonde Tracker in se v živo prikažejo na svetovnem zemljevidu.
• APRS-IS: izbirno nalaganje v omrežje APRS – glej APRS v Avstriji.
• ChaseMapper: povezava z mobilno aplikacijo za lov na sonde z avtomobilom.
• Lokalni spletni vmesnik: vgrajeni spletni GUI prikazuje stanje postaje v živo, pretekle lete in meritve kot diagram Skew-T – brez oblaka, neposredno na lastni napravi.

Namestitev na kratko

auto_rx prenesemo z git clone s GitHub, dekoderji se prevedejo lokalno (C/Python), postaja pa se nastavi prek datoteke station.cfg (lokacija, SDR, storitve nalaganja). Nato vse teče kot storitev v ozadju – idealno za neprekinjeno delovanje na varčnem Raspberry Pi (glej Raspberry Pi v shacku). Najhitrejši začetek omogoča čarovnik "Auto RX Setup" kar na sondehub.org. Programska oprema je izdana pod licenco GPL v3; naložena telemetrija je na voljo pod Creative Commons BY-SA.

Korak 4: Spremljaj pot leta

Ko je signal dekodiran, vidiš:

• Položaj GPS: Zemljepisna dolžina, širina, višina
• Hitrost: Vodoravna in navpična hitrost
• Podatki PTU: Pressure (tlak), Temperature (temperatura), Humidity (vlažnost)
• Hitrost vzpona: Tipično 5–6 m/s

Tipičen potek leta:

1. Izstrelitev: Zemeljska postaja, signal močan
2. Vzpon: 30–90 minut, signal šibkejši (večja razdalja, a vidna linija (line-of-sight) se izboljša)
3. Burst (počenje): Pri višini ~30–35 km balon poči
4. Spust: Padalo se odpre, sonda sprva pada zelo hitro in se v bližini tal upočasni (~14 m/s)
5. Pristanek: Koordinate GPS se še naprej pošiljajo (če baterija še zdrži)

Korak 5: Lovi sondo (neobvezno, napredno)

Ker se koordinate GPS prenašajo, se lahko odpelješ do pristajalnega mesta in sondo pobereš. Kako to izgleda v praksi, prikazuje Mark VK5QI – eden od razvijalcev radiosonde_auto_rx in SondeHub:

Play

• Pravni položaj: V Nemčiji veliko sond nosi obvestilo, da jih ni treba vračati; v Avstriji ni izrecnih predpisov – v praksi pristale sonde veljajo za najdeno stvar brez lastnika (glej razdelek „Pravni vidiki")
• Spoštovanje: Ne vstopaj na zasebna zemljišča brez dovoljenja
• Ponovna uporaba: Sonde RS41 je mogoče po ponastavitvi ponovno uporabiti
• Zbiratelji: Veliko lovcev na sonde zbira različne modele

Nasveti za boljši sprejem

1. Optimizacija antene

• Višina: Višja kot je antena, bolje je (podstrešje, balkon, drog)
• Prosta vidljivost: Brez ovir v smeri sonde
• Polarizacija: Navpična polarizacija (večina sond oddaja navpično)
• Usmerjena antena: Yagi za 400 MHz poveča doseg na 100+ km

Več o antenah: Antene Yagi za VHF/UHF: usmerjene antene v lastni izdelavi

2. Zmanjšaj motnje

• Oklepaj kabel USB ali uporabi feritni filter
• Razdalja do računalnika, zaslonov, stikalnih napajalnikov
• LNA (Low Noise Amplifier) za zelo šibke signale

3. Upoštevaj časovni razpored

• Bodi pripravljen 5–10 minut pred izstrelitvijo (00:00 ali 12:00 UTC)
• Jakost signala je na začetku najvišja (sonda je še na tleh/nizko)
• Med vzponom šibkejši, pri višini 20+ km spet močnejši (line-of-sight)

4. Upoštevaj vreme

• Pri močnem vetru sonda odplava dlje
• Nevihte lahko zakasnijo ali odpovejo izstrelitve
• Orodja za napoved (radiosondy.info) prikazujejo napovedano pot leta

Skupnost in viri

Spletne strani

• SondeHub: sondehub.org – svetovni zemljevid v živo, samodejno nalaganje
• Radiosondy.info: radiosondy.info – napovedi, zgodovinski podatki
• APRS: Nekatere postaje pošiljajo podatke sond tudi prek APRS – več o tem v APRS v Avstriji: poročila o položaju, vremenski podatki in več

Programska oprema

• radiosonde_auto_rx: GitHub – samodejni sledilnik (Project Horus)
• rs41tracker / RS-Decoder: GitHub – ročni dekoderji (rs1729)
• dxlAPRS: GitHub – napredno orodje

Skupnosti

• Reddit: r/RTLSDR, r/amateursatellites
• Groups.io: dopisni seznam Radiosonde
• Twitter/X: #radiosonde, #sondehub

Prav tako pomembno: Sledenje in sprejem satelitov za začetnike ter Letalski radio in ADS-B: sledenje letalom z RTL-SDR – oboje sta prav tako sprejemna projekta z RTL-SDR.

Pravni vidiki

Ali smem sprejemati signale sond?

Da, v Avstriji in večini držav je sprejem zakonit.

• Vremenske sonde oddajajo na neizključnih frekvencah
• Sprejem je pasiven (oddajanje ni potrebno)
• Radioamaterska licenca ni potrebna

Ali smem najdene sonde obdržati?

• V Nemčiji izrecno da: Veliko sond DWD nosi nalepko, da jih je dovoljeno obdržati ali zavreči (izjema: sonde za ozon prosimo vrnite)
• V Avstriji: Uradnih predpisov ni; v praksi se pristale sonde obravnavajo kot najdena stvar brez lastnika. V dvomu velja pravo o najdbah
• Zasebna zemljišča: Če vstopaš na tuje zemljišče, prej vprašaj za dovoljenje

Zaključek

Sprejem vremenskih sond je fascinanten projekt, ki povezuje radijsko tehniko, meteorologijo in sledenje GPS. S ključkom RTL-SDR za 30 evrov lahko:

• Sprejemaš podatke iz stratosfere v živo
• Spremljaš balone med vzponom do višine 35 km
• Dekodiraš vremenske podatke (temperatura, tlak, vlažnost)
• Postaneš del svetovne skupnosti lovcev na sonde
• Z malo sreče: najdeš sondo na terenu in jo pobereš!

Če te zanimata SDR in analiza signalov, si oglej tudi: Sprejemniki SDR v primerjavi 2026, HackRF PortaPack in CubeSat za radioamaterje.

Nasvet: Naslednja izstrelitev sonde v tvoji bližini je oddaljena le nekaj ur – začni zdaj!

73 in veliko uspeha pri lovu na sonde!

---

Obvestilo o preglednosti

Ta članek je bil raziskan in napisan s pomočjo umetne inteligence (Claude, Anthropic). Uredništvo je vse vsebine pregledalo in uredilo. Kljub skrbnemu preverjanju lahko ostanejo posamezne netočnosti — veseli smo opozoril po e-pošti na [email protected].

Naslovna slika: Photouploadforscience, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons.