Magnetometer Haimhausen
48°18'53 N · 11°33'32 E · 43°33' CGM

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SAM Haimhausen Logbuch

13.02.2004 21:00   Aufnahme des Messbetriebs in Bz: Sensor in 300 cm3 Styropor-Isolierung, Standort moderat temperaturstabil (Kellerraum)
29.02.2004 16:00   Umbau auf Bx-Messung, Isolierung durch 15000 cm3 Styropor-Box, Standort moderat temperaturstabil (Kellerraum)
17.04.2004 18:00 bis 18.04.2004 09:00   Unterbrechung (Stromausfall - SAM-logging startet noch nicht automatisch)
29.05.2004 21:00   Installation eines Skripts zum Versand von "Polarlicht-Warnungen" via SMS bei für Polarlicht günstigen Magnetometerwerten
07.06.2004 10:00 bis 15.06.2004 18:15   Unterbrechung (Stromausfall - SAM-logging startet noch nicht automatisch)
29.06.2004 08:00 bis 03.07.2004 11:00   Unterbrechung (Stromausfall - SAM-logging startet noch nicht automatisch)
25.07.2004 16:57 Erste "Polarlicht-Warnung" via SMS versandt
27.07.2004 Geomagnetischer Sturm der Stärke G4
01.08.2004 12:00 bis 02.08.2004 00:00   Unterbrechung: Tests für Temperaturauslese
08.08.2004 09:00 bis 08.08.2004 12:00   Installation des zweiten Sensors; unzureichende Isolierung, provisorischer Aufbau in Bz. Die Bz-Messdaten sind nicht in die K-Wert-Ermittlung eingeschlossen und lösen auch keine Alarme aus.
Automatischer Restart des SAM-Loggings bei PC-Neustart
10.08.2004 18:34   Reduktion der Auslesefrequenz von 1 Hz auf 1/5 Hz
14.08.2004 14:00   Wartungsarbeiten an der Stromversorgung von SAM und dem Auslese-PC
15.09.2004 15:00   Aufnahme der Datenübermittlung an polarlichtinfo.de (übermittelte Daten) für WAP- und SMS-Warn-Dienste. Derzeit werden zwischen 17:00 und 04:00 Lokalzeit SAM-Haimhausen-Daten zur Verfügung gestellt.
09.10.2004   Beginn der Heizperiode: SAM zeigt 3-4 Oszillationen pro Stunde auf dem K1-Level (<15 nT), die vermutlich auf den nahen Standort zu Heizungsrohren zurückzuführen sind.
07.11.2004 12:00 Sichtbare Polarlichter über (einem weitestgehend bewölkten) Deutschland, geomagnetischer Sturm der Stärke G4. Magnetische Stürme auch an den folgenden drei Tagen.
17.11.2004 Update von SAM_analyze: Zur Bestimmung des momentanen K-Wertes werden gleitend die letzten drei Stunden herangezogen. Anzeige rechts oben auf den Magnetometer-Haimhausen Webseiten.
20.11.2004 Auswirkungen eines koronalen Lochs (CH128)
26.12.2004 Umbauarbeiten: neue Isolierung der Sensoren mittels styroporgefüllter Holzkiste (20000 cm3), Umstellung auf Auslese der Bx- und By-Komponente des Erdmagnetfelds.
21.01.2005 Auswirkungen eines koronalen Massenauswurfs in Verbindung mit einem X7.1-Flare am Morgen des 20.1.2005 aus der Sonnenfleck-Gruppe 10720 führen zu einem Geomagnetischen Sturm der Stärke G4 und zu sichtbaren Polarlichtern in Mitteleuropa.
08.05.2005 Auswirkungen eines koronalen Lochs erzeugen einen geomagnetischen Sturm der Stärke G4.
15.05.2005 Gegen 02:15 UTC Ankunft eines koronalen Massenauswurfs in Verbindung mit einem M8.2-Flare des Sonnenflecks 10759 am 13.5.2005. Aufgrund der ungünstigen Ankunftszeit keine sichtbaren Polarlichter in mittleren Breiten in Europa. Geomagnetischer Sturm der Stärke G4.
31.08.2005 Auswirkungen eines koronalen Lochs (CH184): Sichtbares Polarlicht in Nord- und Zentraldeutschland ab 20:30 UTC.
19.08.2006 Im Laufe des 18.8.2006 Ankunft eines koronalen Massenauswurfs in Verbindung mit einem C3.6-Flare des Sonnenflecks 10903 am 16.8.2006. Keine sichtbaren Polarlichter in Deutschland berichtet.
17.09.2006 Auswirkungen eines koronalen Loches (CH239), auch in den Morgenstunden des 18.09.2006.
09.09.2007 Umbauarbeiten am DSL-Anschluss führen zu K=5 Störungen ab 15:30 UTC
22.07.2011 Hardwareprobleme des Datennameservers zwingen zu einem Ausfall von SAM Haimhausen
02.08.2011 Der SAM-Server ist wieder online
25.01.2012 Die Zeitstempel der SAM-Daten wiesen einen akkumulierten Offset von 24 Minuten auf, der gegen 16:26 GMT korrigiert wurde.
06.12.2016 Beschädigung am seriellen Datenkabel des SAM, Datenausfall bis zum 11.12.2016. zudem hatte SAM vermutlich auch ein instabiles Netzteil; die Daten ab 27.11.2016 12:00 bis 13.12.2016 15:00 weisen Probleme auf, die möglicherweise damit zu tun haben könnten. Noch unter Beobachtung. Diese werden, sobald sich das Problem bestätigt, entsprechend korrigiert werden. Ab 13.12.2016 dann deutlich rauschärmere Daten.
24.01.2017 Seit heute trägt SAM Haimhausen zu einer Magnetometerkette zwischen Süddeutschland und Mittelschweden bei. Die Daten sind online jederzeit abrufbar.
19.02.2017 Genau wie SAM Viby wurde auch die Datennahme von SAM Haimhausen nun mittels eines Raspberry Pi realisiert. Der entsprechende Umbau fand zwischen 9 und 12 Uhr statt.
24.08.2017 Seit Sommer 2017 wird die Webseite mit demselben Interface versehen wie SAM Viby. Insbesondere wird damit auch die Datenanalyse von vormals C++/ROOT auf Python umgestellt. Die seit 2004 bis Anfang 2017 genommenen Daten werden in das neue Datenformat überführt.

SAM Haimhausen Hardware

SAM Haimhausen März bis Dezember 2004: Die Styroporkiste enthält den Bx-Sensor. Die Installation erfolgt in einem temperaturstabilen Kellerraum.
Ab August 2004: Ein zweiter Sensor wird zunächst für die Bz-Komponente unter dem Styroporschild rechts installiert.
Fluxgate-Sensor sowie Platine mit Temperatursensor zur Installation direkt am Sensor
August 2004: SAM Haimhausen wird um eine Temperaturauslese mittels DS18B20-Sensoren erweitert. Gleichzeitig werden Gehäuse für den Ausseneinsatz getestet.
Dezember 2004: Zukünftige Behausung der SAM-Sensoren. Die Kiste wird mit Styropor gefüllt, in den die Sensoren eingebettet werden.

SAM Haimhausen Analysekette

Die Auswertung der Rohdaten erfolgt in enger Anlehnung an die SAM-Tools des SAM-Projektes mit Hilfe selbstentwickelter Analysesoftware. Die bis Anfang 2017 verwendete Analyse beruhte auf der Teilchenphysik- Datenanalyseumgebung ROOT. Verwendet werden derzeit ein perl-Skript (SAM_logger.pl) zum Loggen des Datenstroms und ein perl-Skript (SAM_converter.pl) zum Filtern und Konvertieren der Rohdaten ins SAM-Format. Das seit Anfang 2017 eingesetzte Datenanalyseprogramm wurde komplett in Python neu geschrieben (samanpy.py), und beruht auf dem von 2004 bis 2017 eingesetzen C++-Programm (SAM_analyze) zur Datenanalyse. Bei der Umstellung auf Python sind viele neue Analysealgorithmen hinzugekommen, und alte Algorithmen wurden konsolidiert und verfeinert.

SAM-Software für Linux

Der Logger sowie der Konverter für Rohdaten liegen mittlerweile als Releases vor und werden auf Nachfrage hin gerne weitergegeben. Ein kombinierter Logger/Konverter SAM_logger_ac.pl (SAM-Dateien werden jede Minute während des Loggens erzeugt) befindet sich in Vorbereitung.

Analysekette

  • Filterung/Rekonstruktion unvollständiger Datensätze
  • Median-Filterung über jeweils 60 Sekunden; Erzeugung eines SAM-Files mit 1440 Datensätzen pro Tag und Magnetfeldkomponente (Dateiformat kompatibel mit den SAM-Tools)
  • Störungs- und Offsetfilter
  • Plot der gefilterten Meßwerte gegen die Zeit (Magnetogramm)
  • Ermittlung von K-Werten für fixe 3-Stunden-Intervalle unter Einbeziehung beider Magnetfeldkomponenten und Anzeige dieser im Magnetogramm
  • Ermittlung von K-Werten für fixe 3-Stunden-Intervalle nur für die X-Komponente und Erzeugung von K-Wert-Plots
  • Ermittlung des K-Werts für die letzten drei Stunden gleitend
  • Ermittlung des täglichen A-Wertes
  • Ermittlung der Feldstärke für die letzten 2 Stunden gleitend (Dateiformat kompatibel mit dem SAM-Tools)
  • Tägliche Zusammenfassung der K-Wert-Plots in Übersichtdiagramme (eines pro Bartels-Rotation)
  • Korrelationsanalyse mit Kp-Daten
  • Ermittlung der Veränderung der X-Magnetfeldkomponente innerhalb der letzten 60 Minuten und 5-Minutenweise Ausgabe in sam_data.wap; Trendbestimmung; Übermittlung an polarlichtinfo.de (Dateiformat kompatibel mit dem SAM-Tools)
  • Analyse von derzeitigem Trend und K-Wert, ggf. Alarm-Mail

History SAM_analyze.cc

Der Code wurde bis 2005 entwickelt und danach unverändert bis 2017 eingesetzt. Die letzte stabile Version hat die Versionsnummer 0.7.8.
// FIXME: 120min display behaves WRONGLY first 120 min
// FIXME: We show MAX(k0,k1) in Magnetogram, but k from kkContrib in k Plot and Trend
// FIXME: Include correction files 
// FIXME: 4dim support for sam_data_wap.png, sam_data.wap
// FIXME: change y axis range in trend plot dynamically
// FIXME: Trend evaluation buggy in first 60/120 minutes of data
// FIXME: tafx0[n[0]] vs n[0] in last120min calculation
//        (already fixed whereever "starttime" is used)

// Version history
// 0.1.0 02/2004 stable
// 0.1.1         enable override of autoranging
// 0.1.2         new colors
// 0.2.0         update format of plots
// 0.2.1         removed warnings
// 0.2.2 04/2004 x axis grid in compliance with SAM tools
// 0.3.0 05/2004 output k values in text file, remove Postscript creation output
// 0.4.0 07/2004 trend analysis
// 0.4.1 07/2004 novel k output
// 0.4.2 07/2004 sliding last 120 minutes (still commented out)
// 0.5.0 07/2004 rearrangement of tools, cmd line parameters, sam_data.wap
// 0.6.0 08/2004 towards 4dim readout
// 0.6.1 08/2004 bugfix: first datapoint per definitionem at B=0nT -- oFilter offset
// 0.7.0 09/2004 sam_data_wap.png supported, but still 1d; use libgd
// 0.7.1 11/2004 bugfix: determination of alarm boxes
// 0.7.2 11/2004 added dynamical K determination (last 3 hrs)
// 0.7.2.1       buxfix: don't use kperval twice
// 0.7.3 11/2004 calculate A index                
// 0.7.4 12/2004 bugfix (partial): tafx0[n[0]] vs n[0] in last120min calculation
// 0.7.5 12/2004 prefilter (offsetfilter with small threshold) to remove wiggles
// 0.7.6 01/2005 dynamic scale of trend plot; X and Y output in sam_data_wap.png
// 0.7.7 02/2005 new trend determination algorithm
// 0.7.7.1       bugfix: Y_now value was 0 in unlucky circumstances
// 0.7.8 12/2005 alarm boxes in 4d
// 0.7.9pre      introducing parameter file

History samanpy.py

Dieser Code wurde zwischen Dezember 2016 und April 2017 entwickelt und basiert auf SAM_analyze 0.7.9. Die derzeitige Release hat die Versionsnummer 1.6.
version 0.0.1	first stable alpha, rewritten from SAM_analyze-v0.7.9.1
version 0.0.2	enhanced and consistent date treatment
version 0.0.3	mathplotlib enabled on DISPLAYless machines
version 0.0.4	first alpha of alarm routines
version 0.0.5	bugfix: indexing also NaN values
version 0.0.6	buxfix: A determination
version 0.0.7	feature: k_dyn
version 0.0.8	bugfix: time slots for k periods
version 1.0.0******initial release*** 12/2016
version 1.0.1	allow to specify outputpath
version 1.0.2	feature: output of k values
version 1.0.3	feature: 1/3 k values
version 1.0.4	bugfix: 1/3 k values
version 1.0.5	experimental: ignore files
version 1.0.6	feature: trend I determination
version 1.0.7	more reasonable plot labels
version 1.0.8	change format of dynamic_K output
version 1.0.9	feature: autorange
version 1.1.0******second release*** 01/2017
version 1.1.1	feature: trend II (wap)
version 1.1.2	bugfix: trend II (wap)
version 1.1.3	bugfix: trend II (wap)
version 1.1.4	bugfix: conditional creation of svg
version 1.1.5	feature: reader accepts temperature values (not used yet)
version 1.1.6	feature: 3d-readout (experimental)
version 1.1.7	background changes color depending on plot range
version 1.1.8	new reader (including 3d-readout) consolidated into samanpy.
version 1.2.0******third release*** 01/2017
version 1.2.1	feature: plot k3h, k1h, q15
version 1.2.2	small graphical improvements
version 1.2.3	bugfix: ignore-file treatment had slipped out of code
version 1.2.4	post to dataserver, experimental
version 1.2.4.1 bugfix, transmission of all k values
version 1.3.0******fourth release*** 01/2017
version 1.3.1	using pandas rolling algorithms
version 1.3.2	activity plot
version 1.3.3	garbage collector
version 1.3.4	statistics (Kxyz, Dxyz) output
version 1.3.5	changed server IP to 192.168.22.42
version 1.3.6	introduced soutputpath argparm
version 1.3.7	introduced equivalent-K15 parameter "E15"
version 1.3.8	modified: K5 bar color yellow, not red
version 1.4.0******fifth release*** 02/2017
version 1.4.1	feature: experimental temperature baseline compensation
version 1.4.2	feature: ofilterval parameter
version 1.4.3	feature: instrumentname parameter
version 1.4.3.1	bugfix: offset now more or less correcty at start of day in "curk" mode
version 1.4.4	feature: utilizes new modular reader 2.6
version 1.4.4.1 bugfix: missing codecs import
version 1.4.4.2 bugfix: igno_begin/end
version 1.4.4.3 bugfix: k/3 limit correction, preliminary, to be checked
version 1.4.4.4 bugfix: in readSAM counting of z entries
version 1.4.4.5 bugfix: in determine_trend: bugfix in z determination
version 1.4.4.6 bugfix: background color
version 1.4.5	offset now more or less more correct at start of day in "curk" mode
version 1.4.6	temperature correction for P2
version 1.4.6.1	some less output when posting messages
version 1.4.6.2 set alarmThreshold=60 (previously: 80)
version 1.4.7	utilize samtools library
version 1.5.0******sixth release*** 03/2017
version 1.5.1	preliminary last K value in magnetograms
version 1.5.2	use Helvetica, remove plt2 namespace
version 1.5.3	some code improvements
version 1.5.4	samgridstyle implemented
version 1.5.5	write a-index to statistics file
version 1.5.6	debugging in hact algorithm
version 1.5.7	first steps torwards rolling magnetograms
version 1.5.8	k_determination also calculates variance/stdev
version 1.5.9	bugfix: alarm bars range from -range_max to range_max, not just from -200 to 200
version 1.5.10	new k thresholds (Dombas)
version 1.5.10.1clean/improve documentation of arguments
version 1.5.10.2bugfix: offset graphical legends Bx, By, Bz adjusted
version 1.6.0******seventh release*** 04/2017
version 1.6.1	post/statistics YRA = yrange
version 1.6.1.1	buxfix, default instrument name SAM
version 1.x.x	***next dev: 24h-(rolling)magnetogram, also use it for rolling k determination around midnight***
				***BUG to be FIXED: move K thresholds to samtools, so that they are unified within all tools***
				***BUG to be FIXED: consistency in yrange/magnetometer_range/range_max
 
     

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