Linux für die Geophysik

Im Rahmen eines Projekts haben Forscher der Fachhochschule Braunschweig eine universelle Betriebssoftware für geophysikalische Messgeräte (Datenlogger) entwickelt. Als Betriebssystem dient Linux (Kernel 2.6). Dabei werden fünf parallele Prozesse zum Teil durch Interrupts und zum Teil zeitgesteuert aktiviert.

Die Softwarearchitektur realisiert ein Schichtmodell mit strikter Kapselung aller hardwareabhängigen Funktionen. Das Linux-Gerätetreiberkonzept wird laut Forscher durch Abstraktionsschichten so erweitert, dass sich die oberen Schichten des Systems als hardwareunabhängig darstellen.

Die Systemsoftware besteht aus zwei unabhängigen Anwendungen. Während die „RealTimeUnit“ (RTU) für die Ansteuerung der Hardware und die Erfassung der Daten zuständig ist, steuert das „Master-Control-Programm“ (MCP) die Messungen. Ein integrierter Webserver ermöglicht den Zugriff per Internet-Browser. Die Kommunikation zwischen RTU und MCP erfolgt über Sockets. Dieses Konzept ermöglicht die Realisierung unterschiedlicher Systemtopologien.

Die Messwerte sind laut Dagmar Meyer von der Fachhochschule Braunschweig normalerweise stark durch Umwelteinflüsse gestört. Um die Störungen zu eliminieren, haben die Forscher Referenzmessungen in gewissen räumlichen Abständen durchgeführt. Hierfür war eine exakte Zeitsynchronisation aller Messgeräte unabdingbar. Garantiert wurde diese mit Hilfe der GPS-Zeit. Jeder Datenlogger verfügt über ein GPS-Modul, das einen hochgenauen Sekundenimpuls liefert. Die Uhrzeitsynchronisationen und die Sicherstellung des exakten Startzeitpunkts einer Messung sind dabei Aufgabe der neuen Betriebssoftware.

Entwickelt und vertrieben werden die Messgeräte mit Linux-Betriebssystem vom Projektpartner Metronix Messgeräte und Elektronik GmbH, Braunschweig. Gedacht sind sie für die Magnetotellurik, eine Methode zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Erde von tiefen Schichten bis in den Erdmantelbereich. Das Verfahren dient zur Erfassung geologischer Lagerstätten.