Урок 5. Получение фотоснимка со спутника серии NOAA
Знакомство со спутниками серии NOAA
Рисунок 1. Космический аппарат NOAA-17
Спутники серии NOAA - космические аппараты национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Они запущены на полярные солнечно-синхронные круговые орбиты высотой около 850 км.
NOAA-15 запущен 13 Мая 1998 на утреннюю орбиту;
NOAA-18 запущен 20 Мая 2005 на послеполуденную орбиту;
NOAA-19 запущен 6 Февраля 2009 на послеполуденную орбиту.
Солнечно-синхронная орбита — это орбита, на которой спутник проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время. Для достижения подобных характеристик параметры орбиты выбираются таким образом, чтобы орбита прецессировала в восточном направлении на 360 градусов в год (приблизительно на 1 градус в день), компенсируя вращение Земли вокруг Солнца.
Рисунок 2. Солнечно-синхронная орбита
Период обращения около 101 минуты. Наклонение орбиты 98 градусов, поэтому спутники хорошо обозревают полярные районы. Изготовитель спутников NOAA – корпорация Lockheed Martin, тип спутниковой платформы TIROS-N.
На борту установлены следующие измерительные инструменты:
Радиометр высокого разрешения AVHRR/3 - 6 каналов видимого и ближнего ИК диапазона;
Рисунок 3. Радиометр высокого разрешения AVHRR/3
Инфракрасный измеритель HIRS/3 - 20 каналов видимого и ИК диапазонов;
Рисунок 4. Инфракрасный измеритель HIRS/3
Микроволновый зонд AMSU-A - 15 каналов ИК диапазона;
Рисунок 5. Солнечно-синхронная орбита
Микроволновый зонд AMSU-B - 5 каналов ИК диапазона;
Рисунок 6. Микроволновый зонд AMSU-B
Все эти инструменты работают в различных частях инфракрасного диапазона и позволяют получать большой объем информации. Спутники NOAA собирают глобальные данные об облачности, о поверхностных условиях, таких как лед, снег и растительность, о температуре атмосферы, распределении влаги, аэрозолей и озона. Также спутники оборудованы специальными приборами, облегчающими поиск и спасение терпящих бедствие. Это часть системы COSPAS-SARSAT, которая предназначенная для обнаружения и определения местоположения аварийных радиолокационных передатчиков, аварийных радиомаяков с указанием местоположения и персональных радиомаяков, работающих на частотах 121,5, 243 и 406,05 МГц.
Получение фотоснимков со спутников серии NOAA.
Для получения фотоснимков со спутников серии NOAA используется следующее программное обеспечение:
- SDR# для приема радиосигнала;
- Orbitron для слежения за спутниками и учета эффекта Доплера;
- WXtoimg для расшифровки изображений.
Все необходимое ПО вы можете найти на странице Установка необходимого программного обеспечения.
Запустите SDR# и выберите тип радиоприемника: RTL-SDR подключенный по USB.
Рисунок 7. Выбор типа радиоприемника
В разделе Radio установите переключатель в режим WFM и установите ширину полосы пропускания (Bandwidth) в 34000. Проверьте что галочка «Shift» снята.
Рисунок 8. Переключение на режим WFM
Убедитесь, что снята галочка «Filter Audio».
Рисунок 9. Настройки Audio
Далее необходимо увеличить усиление сигнала. Для этого нажмите на шестеренку.
Рисунок 10. Настройки сигнала
Переместите ползунок так, чтобы уровень шума вырос примерно на 10дБ.
Рисунок 11. Увеличение уровня шума сигнала
Сигнал от спутника серии NOAA выглядит примерно вот так:
Рисунок 12. Сигнал от спутника серии NOAA
В разделе Tracking DDE Client при правильном подключении Orbitron будет появляться информация об отслеживаемых спутниках.
Рисунок 13. Информация об отслеживаемом спутнике
Запустите Orbitron и первым делом обновите TLE. Нажмите на кнопку с инструментами.
Рисунок 14. Запуск настроек
Нажмите на кнопку с молнией для обновления TLE.
Рисунок 15. Настройки ПО Orbitron
Затем выберите файл с информацией о метеоспутниках. Нажмите на кнопку «Загрузка TLE».
Рисунок 16. Файл с информацией о метеоспутниках
Загрузите список weather.txt
Рисунок 17. Список weather.txt
В боковом списке справа покажутся только метеоспутники. Выберите Meteor-M2, NOAA15, NOAA18, NOAA19.
Рисунок 18. Выбор спутников
Выбранные спутники будут показаны в главном окне программы.
Рисунок 19. Главное окно программы
Затем перейдите на вкладку «Расчет» и нажмите на кнопку «Расчет».
Рисунок 20. Проведение расчета
Будет произведен автоматический расчет времени пролета спутников. Перейдите на вкладку «Ротор/Радио» и убедитесь, что кнопка слежения нажата.
Рисунок 21. Раздел «Ротор/Радио»
В окошке с частотой приема (Dnlink/МГц) должны быть установлены следующие корректные частоты:
- NOAA 15 – 137.62 МГц;
- NOAA 18 – 137.91 МГц;
- NOAA 19 – 137.10 МГц.
Запустите WXtoimg и убедитесь, что источник сигнала настроен правильно.
Рисунок 22. Настройка источника сигнала
Выберите виртуальный CABLE Output.
Рисунок 23. Выбор источника сигнала
Запустите запись.
Рисунок 24. Запуск записи
Для приема сигналов включите Автозапись (Auto Record).
Рисунок 25. Включение автозаписи
Теперь при появлении любого спутника серии NOAA выше, чем 10 градусов над горизонтом будет автоматически запущена запись передаваемого изображения.
Рисунок 26. Автоматический запуск записи передаваемого изображения
Убедитесь, что уровень сигнала в правом нижнем углу имеет зеленый цвет, если нет, то увеличьте громкость звука в SDR#.
Рисунок 27. Идентификатор уровня сигнала
При хорошем уровне сигнала снизу построчно начнет появляться полученное изображение. Слева в видимом диапазоне, а справа - в инфракрасном.
Рисунок 28. Построчное создание изображения
Дождитесь окончания передачи, и остановите запись.
Переключайтесь в разные режимы отображения информации и проанализируйте полученные изображения.
Рисунок 29. Переключение режимов отображения информации
Сравните снимок со снимком, полученным ранее, и посмотрите, как изменилась ситуация в атмосфере.
Рисунок 30. Полученное изображение