Peilen

"Thru the earth radio location", mit diesem englischen und nur sperrig zu übersetzenden Satz wird die hier vorgestellte Tätigkeit des "Peilens" voll beschrieben.

Durch einen feuchten und damit meistens mehr oder weniger leitfähigen Untergrund wie Erde oder Fels soll ein Punkt unter der Erde (meistens in einer Höhle) exakt senkrecht darüber auf der Erdoberfläche mittels Radiowellen abgebildet werden.

Im ersten Bild sieht man einen skizzierten Sender, welcher in einer Höhle aufgestellt ist. Die "Sendeantenne" ist eine Spule mit Ferritkern, alternativ kann man auch eine größere Spule ohne Kern verwenden. Bei der Aufstellung ist sehr wichtig, dass die Spule waagerecht liegt; der Ferritstab steht damit genau senkrecht.
Das ist wichtig, um die Feldlinien nach oben und unten genau senkrecht austreten zu lassen, damit steht und fällt die Genauigkeit der Peilung.



     Das Prinzip der Hochfrequenzpeilung

Die Spule eines kleineren Peilsenders ist in zweiten Bild zu sehen. Die gemessenen elektrischen Daten benötigt man zur Berechnung der Parallelkapazität und damit des Schwingkreises mit der Sendeantenne. Angesteuert wird die Antenne von einer einfachen Senderschaltung, welche die genaue Frequenz eines 3MHz-Schwingquarzes durch 1024 teilt und so ein sehr genaues 2,92969kHz-Signal erzeugt und mit einem Leistungstransistor in die Antenne einspeist.


    Sender-Spule

Der Empfänger entstand ebenso wie der Sender in Anlehnung an ein von Brian Pease in den USA veröffentlichtes Design.


     Frontplatte des Peilempfängers

Das Blockschaltbild des Empfängers. Es handelt sich um ein sogenanntes Direct Conversion-Prinzip. Dabei wird das Empfangssignal direkt auf die Frequenz Null, also Gleichspannung heruntergemischt.
Die Bandbreite des Empfängers lässt sich zwischen 1Hz und 32Hz umschalten.

     Blockschaltbild des Peilempfängers

Für die eigentliche Peilung wird die Empfängerantenne verwendet. Sie ist eine sogenannte "Rahmenantenne", besteht also aus einer grossen Spule, in welcher die Feldlinien, die aus der Senderspule austreten, eine Spannung induzieren.
Je mehr Feldlinen die Spule durchqueren, desto grösser ist die Spannung und desto lauter das Signal im Empfänger.
Wenn man nun die Empfängerantenne gegenüber den Feldlinien bewegt, stellt man fest, dass ein sehr breites Maximum einem sehr scharfen Minimum gegenübersteht. Daher verwendet man für die Peilung stets das Minimum, wenn keine Feldlinie den Innenraum der Antennenspule durchquert und die Spulenfläche genau parallel zu den Feldlinien steht.

     Die Peilantenne mit angedeuteter Spulenwicklung

Wenn die Fläche der Empfangsantenne bei minimalem Signal genau senkrecht steht, befindet man sich genau über dem Sender.
Das folgende Bild zeigt die Zusammenhänge, wenn man sich vom Punkt direkt über dem Sender entfernt.
Bei einem Winkel gegenüber der Horizontalen von 18,4 Grad ist die horizontale Entfernung vom Punkt direkt über dem Sender gleich der Tiefe des Senders.
Bei einem Winkel von 45 Grad ist der Sender 1,78 mal so tief, wie der Abstand zum Punkt über dem Sender.
Mit diesen Zusammenhängen kann auch eine Aussage über die Tiefe des Senders unter der Oberfläche getroffen werden.



     Formelmäßige Zusammenhänge von Winkel der Antenne, Abstand vom idealen Peilpunkt und Tiefe

     Die Peilung oberhalb der Vetterhöhle

Die Peilung oberhalb des "Stairway to Heaven" in der Blautopfhöhle erfolgte sehr verkehrsnah direkt oberhalb der B28 bei Blaubeuren. Der Sender wurde von Tauchern der ARGE Blautopf in den "Stairway to Heaven" gebracht und von Markus Boldt und Knut Brenndörfer vom Höhlenverein Blaubeuren an der Oberfläche gepeilt. Die Verantwortung für die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Peilung lag ausschließlich beim Höhlenverein Blaubeuren.

 
   Markus Boldt am Peilpunkt mit Seilsicherung in steilem Gelände

Die Peilung wurde mit einer Bohrung und dem Einbau eines 100cm-Stahlrohres mit 17m Länge als Forschungszugang durch die Stadt Blaubeuren verifiziert. Die Abweichung der Peilung vom idealen Punkt betrug laut Aussage des zuständigen Geobüros nur wenige Zentimeter.

Bei Peilungen mit Standortwechsel des Senders kommen immer auch die CaveLink-Geräte als Kommunikationsmedium zum Einsatz. Damit ist man von unflexiblen Zeitplänen und festen Senderlaufzeiten unabhängig.

     CaveLink im Einsatz zur Kommunikation während der Peilung oberhalb der Laierhöhle

Bisher vom Höhlenverein Blaubeuren e.V. durchgeführte Peilungen:

Der Höhlenverein Blaubeuren verfügt über viel Erfahrung mit unterschiedlichsten Einsätzen der Peilausrüstung. Bisher erwies sich jede durch Bohrung oder Grabung verifizierte Peilung als Volltreffer.

 
Stand: Sept. 2017

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