Урок 6. Получение фотоснимка со спутника Meteor-M 2.

Знакомство со спутником Метеор-M 2

Дата запуска аппарата Метеор-М №2 — 8 июля 2014 года.

Назначение

Глобальное наблюдение атмосферы и подстилающей поверхности Земли, позволяющее систематически получать гидрометеорологическую и гелиогеофизическую информацию в планетарном масштабе.

Рисунок 1. Космический аппарат Метеор-М №2

Решаемые задачи

• глобальное наблюдение подстилающей поверхности Земли;
• мониторинг состояния окружающей среды;
• мониторинг чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
• решение задач сельского и лесного хозяйства;
• научные исследования;
• сбор и передача данных от ПСД различных типов (наземных, ледовых, дрейфующих).

Основные характеристики

• Орбита — Круговая солнечно-синхронная, Нср=832 км,Т=101,3 мин, i=98,85º;
• Энергообеспечение: среднесуточное — до 1000 вт, максимальное в течение 10 минут — до 1350 вт;
• Срок активного существования: 7 лет;
• Масса — 2700 кг;
• Масса полезной нагрузки — 320 кг.

Базовый состав информационной аппаратуры

• Спектрозональные оптические приборы видимого и ИК диапазонов (КМСС, МСУ-МР);
• Радиометрическая аппаратура СВЧ диапазона для температурно-влажностного зондирования атмосферы (МТВЗА-ГЯ) — СВЧ-радиометр;
• Инфракрасный Фурье-спектрометр температурного и влажностного зондирования (ИКФС-2) — для КА «Метеор-М» № 2;
• Гелиогеофизический аппаратурный комплекс (ГГАК-М), объединяющий на одной платформе пять приборов для изучения излучений широкого энергетического спектра;
• Бортовой радиолокационный комплекс (БРЛК), позволяющий получать радиолокационные изображения земной поверхности вне зависимости от погодных условий;
• Радиотехнический комплекс сбора и передачи данных, включая систему получения данных с наземных измерительных платформ (ССПД);
• Основные технические характеристики бортовой аппаратуры КА «Метеор-М».

Многоканальное сканирующее устройство малого разрешения (МСУ-МР):

Спектральные диапазоны съемки мкм:

• красный (0,5 ÷ 0,7);
• ближний инфракрасный (0,7 ÷ 1,1);
• средний инфракрасный (1,6 ÷ 1,8);
• средний инфракрасный (3,5 ÷ 4,1);
• дальний инфракрасный (10,5 ÷ 11,1);
• дальний инфракрасный (11,5 ÷ 12,5).

Полоса захвата (при съемке с орбиты 835 км) — 2800

Пространственное разрешение (размер проекции пиксела на Землю с Н=835 км) — < 1,0 км

КМСС:

Количество спектральных каналов – 3 Спектральные диапазоны съемки, мкм:

• зеленый МСУ-50 (0,37 ÷ 0,45), МСУ-100 (0,535 ÷ 0,575);
• красный МСУ-50 (0,45 ÷ 0,51), МСУ-100 (0,63 ÷ 0,68);
• ближний инфакрасный МСУ-50 (0,58 ÷ 0,69), МСУ-100 (0,76 ÷ 0,9).

Полоса захвата при двух одновременно работающих камерах – 900 км Разрешение — 60-120 м

Бортовой радиолокационный комплекс БРЛК:

Несущая частота зондирующего сигнала — 9500-9700 МГц

Ширина полосы съемки – не менее 600 км

Пространственное разрешение:

• режим малого разрешения – 0,7х1,0 км;
• режим среднего разрешения – 0,4х0,5 км.

Микроволновый сканер температурно-влажностного зондирования атмосферы МТВЗА-ГЯ:

Рисунок 2. Микроволновый сканер температурно-влажностного зондирования атмосферы МТВЗА-ГЯ

• Количество каналов – 29;
• Спектральный диапазон – 10,6 ÷ 183,31ГГц;
• Полоса обзора – 1500км;
• разрешение – 16-198 км.

Буквы ГЯ в аббревиатуре добавлены в честь Геннадия Яковлевича Гуськова (1919-2002гг.), выдающегося конструктора космических приборов, который стоял у истоков развития нового направления в области микроволнового зондирования Земли.

Система сбора и передачи данных ССПД:

• Количество обслуживаемых платформ ПСД — до 5 тыс.
• Количество одновременно обслуживаемых ПСД — до 150.

Получение фотоснимков со спутника Метеор-М 2

Для получения фотоснимков со спутника Метеор-М 2 используется следующее программное обеспечение:

• SDR# для приема радиосигнала;
• Orbitron для слежения за спутником и учета эффекта Доплера;
• Meteor-M 2 LRPT Analizer для расшифровки изображений.

Запустите SDR# и выберите тип радиоприемника: RTL-SDR подключенный по USB.

Рисунок 3. Выбор типа радиоприемника

В разделе Radio установите переключатель в режим WFM и установите ширину полосы пропускания (Bandwidth) в 34000.

Рисунок 4. Переключение на режим WFM

Убедитесь, что снята галочка «Filter Audio».

Рисунок 5. Настройки Audio

Далее необходимо увеличить усиление сигнала. Для этого нажмите на шестеренку.

Рисунок 6. Настройки сигнала

Переместите ползунок так, чтобы уровень шума вырос примерно на 10дБ.

Рисунок 7. Увеличение усиления сигнала

Вот так должен выглядеть сигнал от спутника Метеор-М 2.

Рисунок 8. Сигнал от спутника Метеор-М 2

В разделе Tracking DDE Client, при правильном подключении Orbitron, будет появляться информация об отслеживаемом спутнике.

Рисунок 9. Информация об отслеживаемом спутнике

Запустите Orbitron и первым делом обновите TLE. Нажмите на кнопку с инструментами.

Рисунок 10. Запуск настроек

Нажмите на кнопку с молнией для обновления TLE.

Рисунок 11. Настройки ПО Orbitron

Затем выберите файл с информацией о метеоспутниках. Нажмите на кнопку Загрузка TLE.

Рисунок 12. Файл с информацией о метеоспутниках

Загрузите список weather.txt

Рисунок 13. Список weather.txt

В боковом списке справа покажутся только метеоспутники. Выберите Meteor-M2, NOAA15, NOAA18, NOAA19.

Рисунок 14. Выбор спутников

Выбранные спутники будут показаны в главном окне программы.

Рисунок 15. Главное окно программы

Затем перейдите на вкладку «Расчет» и нажмите на кнопку «Расчет».

Рисунок 16. Проведение расчета

Будет произведен автоматический расчет времени пролета спутника. Перейдите на вкладку «Ротор/Радио» и убедитесь, что кнопка слежения нажата. В окошке с частотой приема (Dnlink/МГц) должна быть установлена следующая корректная частота: Метеор М2 – 137,10 МГц

Рисунок 17. Раздел «Ротор/Радио»

Настройка Meteor-M 2 LRPT Analizer

Для расшифровки сигналов, принятых со спутника Meteor-M 2, существует специальная программа Meteor-M 2 LRPT Analizer, которая получает на вход звуковой сигнал, принятый со спутника с помощью программы SDR#. При появлении сигнала со спутника программа Meteor-M 2 LRPT Analizer запускается автоматически.

Рисунок 18. Meteor-M 2 LRPT Analizer

Качество сигнала можно определить по диаграмме в левом верхнем углу программы. Хорошее качество сигнала – спутник на высоте 50 градусов над горизонтом.

Рисунок 19. Хорошее качество сигнала

Отличное качество сигнала – спутник на высоте 85 градусов над горизонтом.

Рисунок 20. Отличное качество сигнала

Информация об уровне сигнала выводится под диаграммой.

Рисунок 21. Информация об уровне сигнала

В SDR# видно, что уровень сигнала со спутника более чем на 20 децибел выше уровня шума.

Рисунок 22. Сигнал со спутника

Слева будут построчно появляться изображения в видимом диапазоне, а справа в ИК диапазоне.

Рисунок 23. Изображение в различных диапазонах

При нажатии на кнопку Generate RGB будет сгенерировано итоговое изображение.

Рисунок 24. Запрос итогового изображения

Откроется специальное окно с полученным изображением, которое можно сохранить.

Рисунок 25. Полученное изображение

Задание:

• Проанализируйте полученное изображение и постарайтесь самостоятельно найти на нем города и географические объекты;
• Сравните снимок со снимком, полученным ранее, и посмотрите, как изменилась ситуация в атмосфере.