Funkpeilsystem für das Tracking von Wildtieren
Creators: name: Thomi, Lukas
name: Lindemann, Stefan
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2024
Subjects: 621.3: Elektro-, Kommunikations-, Steuerungs- und Regelungstechnik

description: Industriepartner: Grosstier Rettungsdienst CH/FL
description: Diese Bachelorarbeit im Bereich Elektrotechnik an der ZHAW School of Engineering beschäftigt sich mit der Entwicklung und Evaluierung eines Funkpeilsystems zur Lokalisierung eines Narkosepfeils, der vom Grosstier-Rettungsdienst CH/FL eingesetzt wird. Der Narkosepfeil ist mit einem LoRa-Sender ausgestattet, dessen Signal für die Lokalisierung verwendet wird.
Ein kohärenter Mehrkanal-Empfänger wird durch die Synchronisierung mehrerer RTL-SDR USB-Sticks entwickelt. Das Peilsendersignal wird von einem Antennennarray empfangen, wobei die Performance von verschiedenen Arraykonfigurationen untersucht werden.
Die empfangenen IQ-Daten werden auf einem Raspberry Pi 5 parallel eingelesen und mittels eines Beamforming-Algorithmus verarbeitet. Eine Benutzeroberflache wird entwickelt, welche die Bedienung und grafische Darstellung der Messergebnisse ermöglicht.
Die Arbeit baut auf einer vorherigen Projektarbeit auf, in der die Richtungsbestimmung mit einem 2-Kanal-Empfanger behandelt wurde. In bestimmten Umgebungen wurden jedoch unzureichende Messergebnisse erzielt. Durch weitere Messungen und Simulationen wird in dieser Arbeit festgestellt, dass Multipfad-Ausbreitung die Hauptursache dieser Messabweichungen war.
Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass der entwickelte Mehrkanal-Empfänger eine Verbesserung gegenüber einem 2-Kanal-Empfanger darstellt. Es wird gezeigt, dass unter den Umgebungsbedingungen des Vorplatzes des ZHAW Hauptgebäudes die Position des Peilsenders mit einem Triangulationsalgorithmus auf wenige Zentimeter genau bestimmt werden kann.
description: 
This bachelor’s thesis in the field of electrical engineering at the ZHAW School of Engineering deals with the development and evaluation of a radio direction finding system for locating a tranquilizer dart used by the large animal rescue service CH/FL. The tranquilizer dart is equipped with a LoRa transmitter, whose signal is used for localization.
A coherent multi-channel receiver is developed by synchronizing multiple RTL-SDR USB sticks. The direction finding signal is received by an antenna array, and the performance of various array configurations is investigated.
The received IQ data is read in parallel on a Raspberry Pi 5 and processed using a beamforming algorithm. A user interface was developed to facilitate operation and graphical representation of the measurement results.
The work builds on a previous project in which direction finding was addressed with a 2-channel receiver. However, inadequate measurement results were obtained in certain environments. Further measurements and simulations in this thesis determined that multipath propagation was the main cause of these measurement deviations.
Overall, this thesis shows that the developed multi-channel receiver represents an improvement over a 2-channel receiver. It is demonstrated that under the environmental conditions of the forecourt of the ZHAW main building, the position of the direction finding transmitter can be determined to within a few centimeters using a triangulation algorithm.