Ondro (zawin) est l'auteur de la série d'articles sur la réception des images météo de la NOAA, l'article original peut être consulté sur www.svetelektro.com. Merci!
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.
J'espère que le problème vous intéressera et élargira vos horizons en génie électrique 🙂
Distribution et réception de satellites
Le domaine des satellites qui m'a intéressé est ce qu'on appelle WXSAT (Satellite météo - satellites pour la surveillance météorologique). Ces satellites peuvent être divisés en 2 groupes de base :
– Géostationnaire – ils ne changent pas de position par rapport à la Terre (METEOSAT 7, GMS-5, GOES-E...)
– satellites orbitaux à orbite polaire - sont en mouvement par rapport à la Terre (NOAA, Meteor et autres..)
Le groupe NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) est devenu le sujet de mon intérêt. Ces satellites se déplacent sur des orbites polaires autour de la Terre à une distance de 800 à 1 200 km, ils survolent le même endroit à peu près à la même heure chaque jour. Chaque fois qu'ils font le tour de la Terre, ils passent à proximité des champs nord et sud, d'où le nom de pôles polaires. Le temps nécessaire pour faire le tour du monde est d’environ 102 minutes.
On peut déterminer le temps de vol exact au-dessus d'un lieu donné en calculant les « éléments képlériens », qui décrivent la trajectoire actuelle du satellite sélectionné. Aujourd'hui, un certain nombre de programmes PC sont utilisés pour calculer le vol et la position actuelle des satellites. Je préfère moi-même utiliser le programme Orbitron en version 3.71 (fig.1). Il affiche la position actuelle des satellites et peut également prédire leurs prochaines orbites, déterminer si le satellite sera éclairé ou non pendant le survol, et bien plus encore.
figue. N°1 : Échantillon du programme Orbitron
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Lors de la transmission des données des satellites de la NOAA, elles ne contiennent ni début ni fin à nos latitudes. La diffusion a lieu pendant toute la durée du vol du satellite. Premièrement, lorsque le satellite apparaît à l'horizon, le bord de l'image reçue est bruité et le signal augmente progressivement. A la fin, lorsque le satellite tombe sous l'horizon, le signal s'affaiblit progressivement jusqu'à disparaître complètement. La durée du vol au-dessus de notre emplacement est d'environ 10 minutes.
Il existe actuellement 4 satellites NOAA actifs qui transmettent des données à une fréquence de 137 MHz : NOAA-15, NOAA-17, NOAA-18, NOAA-19. Le dernier satellite NOAA-19, lancé le 6 février 2009, nous a montré que ces satellites sont toujours nécessaires aujourd'hui.
Les fréquences de diffusion des satellites sont les suivantes :
NOAA 15 137,50 MHz
NOAA 17 137,62 MHz
NOAA 18 137,10 MHz
NOAA 19 137,9125 MHz
Lors de la transmission des données des satellites de la NOAA, elles ne contiennent ni début ni fin à nos latitudes. La diffusion a lieu pendant toute la durée du vol du satellite. Premièrement, lorsque le satellite apparaît à l'horizon, le bord de l'image reçue est bruité et le signal augmente progressivement. A la fin, lorsque le satellite tombe sous l'horizon, le signal s'affaiblit progressivement jusqu'à disparaître complètement. La durée du vol au-dessus de notre emplacement est d'environ 10 minutes.
Modulation et format de données
Les images diffusées par les satellites de la NOAA sont constituées de lignes d'une durée de 0,5 seconde, correspondant aux données des capteurs. Ils fournissent une image de la surface terrestre contenant des données provenant de deux canaux. Sur le canal A, une image dans la partie visible du spectre (VIS) est diffusée, et sur le canal B, une image dans la partie infrarouge (IR). Chaque ligne contient des données des deux canaux (multiplexage temporel) et consiste en une séquence de tonalités de séparation traduites par modulation de trame.
Les données du canal A sont précédées d'une courte impulsion de 1040 Hz et de même, les données du canal B sont précédées d'une courte impulsion de 832 Hz. Chaque ligne contient également une séquence d'étalonnage. Grâce à cela, le logiciel utilisé pour le décodage peut alors afficher uniquement le type d'image sélectionné ou synchroniser l'image avec le bord de l'écran.
Le satellite polaire utilise une modulation de type APT et géostationnaire WEFAX. Ces méthodes de codage sont très similaires. La seule différence significative est que la réception du satellite polaire n'a ni début ni fin, la transmission du signal vers la Terre est continue. Nous recevrons les signaux sous forme d'informations d'image en noir et blanc (la pseudo-coloration a lieu uniquement sur le PC), via un canal audio standard, où le changement de l'amplitude de la sous-porteuse 2400 Hz exprime le niveau de luminosité. Le maximum de la modulation de la sous-porteuse est défini comme l'amplitude indiquée par le chiffre 8 sur l'échelle de gris, qui correspond à (87 ± 5)% (ne doit pas dépasser 92%) de la modulation et correspond à la couleur blanche de l'image. Le signal AM ainsi créé est ensuite modulé sur la porteuse principale dans la bande 137 à 138 MHz (bande FM).
Format APT : Le format d'image APT est illustré sur la figure 2, et les canaux A et B peuvent être vus ici, divisés en 16 parties, qui servent à calibrer l'image. Chaque partie est composée de huit lignes d'images consécutives. Notons donc que les parties 1 à 14 sont identiques dans les images des deux chaînes. Sur la fig. 3 voient déjà ce format APT "en pratique", tel que je l'ai reçu du satellite 🙂
figue. N°2 : Format APT
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figue. N°2 : Le format APT en pratique
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Source : www.svetelektro.com