Ondro (zawin) es el autor de una serie de artículos sobre la recepción de imágenes meteorológicas de la NOAA; el artículo original se puede encontrar en www.svetelektro.com. ¡Gracias!
V tejto prvej časti sa budem venovať problematike satelitov NOAA, ktoré využívam na prijem meteorologických snímkov zeme. Zameriam sa na ich rozdelenie, vlastnosti, kódovanie dát, moduláciu a vysielacie frekvencie. V dalších článkoch sa budem venovať anténe na príjem NOAA satelitov a samotný príjimač z hladiska charateristiky a konštrukcie.
Espero que el tema te interese y amplíe tus horizontes en ingeniería eléctrica 🙂
Distribución y recepción de satélites.
El área de satélites que me interesó son los llamados WXSAT (Satélite meteorológico - satélites para el seguimiento del tiempo). Estos satélites se pueden dividir en 2 grupos básicos:
– Geoestacionario – no cambian su posición relativa a la Tierra (METEOSAT 7, GMS-5, GOES-E...)
– satélites orbitales con órbita polar - están en movimiento relativo a la Tierra (NOAA, Meteor y otros...)
El grupo NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica) se convirtió en el tema de mi interés. Estos satélites se mueven en órbitas polares alrededor de la Tierra a una distancia de 800 a 1200 km y sobrevuelan el mismo lugar aproximadamente a la misma hora todos los días. Cada vez que dan la vuelta a la Tierra, pasan cerca de los campos norte y sur, de ahí el nombre de polos polares. El tiempo para dar la vuelta al mundo entero es de 102 minutos aproximadamente.
Podemos determinar el tiempo exacto de vuelo sobre un lugar determinado calculando los "elementos keplerianos", que describen la trayectoria actual del satélite seleccionado. Hoy en día se utilizan varios programas de ordenador para calcular el vuelo y la posición actual de los satélites. Yo mismo prefiero usar el programa. Orbitrón en la versión 3.71 (fig. 1). Muestra la posición actual de los satélites y también puede predecir sus próximas órbitas, determinar con más detalle si el satélite se iluminará durante el sobrevuelo o no, y mucho más.
higo. No. 1: Muestra del programa Orbitron
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Cuando se transmiten datos desde los satélites NOAA, no hay principio ni fin en nuestras latitudes. La transmisión se realiza durante todo el tiempo que dura el vuelo del satélite. En primer lugar, cuando el satélite aparece en el horizonte, el borde de la imagen recibida tiene ruido y la señal crece gradualmente. Al final, cuando el satélite cae por debajo del horizonte, la señal se debilita gradualmente hasta perderse por completo. La duración del vuelo sobre nuestra ubicación es de 10 minutos aproximadamente.
Actualmente hay 4 satélites NOAA activos que transmiten datos a una frecuencia de 137 MHz: NOAA-15, NOAA-17, NOAA-18, NOAA-19. El último satélite NOAA-19, lanzado el 6 de febrero de 2009, nos demostró que estos satélites todavía son necesarios hoy en día.
Las frecuencias de transmisión de los satélites son las siguientes:
NOAA 15 137,50 MHz
NOAA 17 137,62 MHz
NOAA 18 137,10 MHz
NOAA 19 137,9125 MHz
Cuando se transmiten datos desde los satélites NOAA, no hay principio ni fin en nuestras latitudes. La transmisión se realiza durante todo el tiempo que dura el vuelo del satélite. En primer lugar, cuando el satélite aparece en el horizonte, el borde de la imagen recibida tiene ruido y la señal crece gradualmente. Al final, cuando el satélite cae por debajo del horizonte, la señal se debilita gradualmente hasta perderse por completo. La duración del vuelo sobre nuestra ubicación es de 10 minutos aproximadamente.
Modulación y formato de datos.
Las imágenes transmitidas por los satélites NOAA constan de líneas que duran 0,5 segundos y corresponden a datos de sensores. Proporcionan una imagen de la superficie terrestre que contiene datos de dos canales. En el canal A se emite una imagen en la parte visible del espectro (VIS), y en el canal B, una imagen en la parte infrarroja (IR). Cada línea contiene datos de ambos canales (múltiplex de tiempo) y consta de una secuencia de tonos separadores traducidos por modulación de cuadros.
Los datos en el canal A están precedidos por un pulso corto de 1040 Hz y de manera similar los datos en el canal B están precedidos por un pulso corto de 832 Hz. Cada fila también contiene una secuencia de calibración. Gracias a esto, el software utilizado para la decodificación puede mostrar sólo el tipo de imagen seleccionado o sincronizar la imagen con el borde de la pantalla.
El satélite polar utiliza modulación tipo APT y WEFAX geoestacionario. Estos métodos de codificación son muy similares. La única diferencia significativa es que la recepción desde el satélite polar no tiene principio ni fin, la transmisión de la señal a la Tierra es continua. Recibiremos las señales en forma de información de imagen en blanco y negro (la pseudocoloración se realiza sólo en el PC), a través de un canal de audio estándar, donde el cambio en la amplitud de la subportadora 2400Hz expresa el nivel de brillo. El máximo de la modulación de la subportadora se define como la amplitud indicada por el número 8 en la escala de grises, que corresponde al (87 ± 5)% (no debe exceder el 92%) de la modulación y corresponde al color blanco de la imagen. La señal AM creada de esta manera se modula aún más hacia la portadora principal en la banda de 137 a 138 MHz (banda FM).
Formato APT: El formato de imagen APT se muestra en la Fig. 2, y aquí se pueden ver los canales A y B, divididos en 16 partes, que sirven para calibrar la imagen. Cada parte se compone de ocho líneas de imagen consecutivas. Entonces, observemos que las partes 1 a 14 son idénticas en las imágenes de ambos canales. En la figura. 3 ya veo este formato APT "en la práctica", tal como lo recibí del satélite 🙂
higo. No. 2: formato APT
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higo. No. 2: formato APT en la práctica
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Fuente: www.svetelektro.com