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"SATÉLITES METEOROLÓGICOS" por Zilog80

Bien, en esta sección, intentaré hacer una introducción a estos satélites y de cómo hacer algo con ellos. Trataremos en especial los satélites NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) por estar al abasto de cualquiera.

Para que sirven?

Como su propio nombre indica, satélites meteorológicos, sirven para ver el estado REAL de la meteorología del planeta. Estos satélites nos muestran las masas de vapor de agua, la temperatura atmosférica, la vegetación en tierra, temperatura del mar, etc... Hay unas fotos muy interesantes mostrando huracanes vistas desde estos satélites.

Como funcionan?

Los satélites de este tipo, nada que ver con los GPS y de comunicaciones generales, se lanzan al espacio y quedan orbitando, pero no de cualquier forma.
Su misión es fotografiar todo el planeta en poco tiempo, para cumplir tal fin se lanzan los satélites y se les da el impulso necesario para que queden dando vueltas de forma casi polar, esto significa que orbitan la tierra pasando por los dos polos en cada vuelta, he aquí los datos más importantes:

  • Periodo: 14,1 vueltas al día.
  • Altura: 840 Km de media.

Luego, una vez puestos en marcha y en la orbita correcta, empiezan a transmitir sus señales de imagen y telemetría. Las señales de telemetría solo tienen su uso en la sede de NOAA que se encarga de su control, corrección y mantenimiento. Para el resto de nosotros tenemos la señal de imagen.
Por la contra de que muchos puedan pensar que se manda una fotografía entera como si fuera un fichero JPG o algo así, os diré que es imposible hacerlo así al tratarse de un satélite en movimiento. La transmisión de imágenes estáticas solo son posibles en satélites Geoestacionarios.
Pues bien, la señal que manda es un barrido horizontal que dura X líneas por segundo, algo así como un barrido de televisión pero muchísimo más lento. Cada línea transmitida tiene sus señales de sincronismo, canal y marcas de tiempo, cosa que permite al programa de decodificación construir la fotografía sin ondulaciones y cosas de esas.Estos satélites, tienen dos tipos de transmisión que son el APT y el HRPT:

APT / HRPT

Son dos modos de transmisión que tienen los satélites NOAA y alguno más. El APT son las siglas de Automatic Picture Transmission. Este modo, el más alcanzable por todos dada su sencillez, consiste en una transmisión de baja velocidad y analógica de 2 líneas por segundo y a una escala de grises de 256, o sea, discretizada la señal se convierte en una imagen B/N de 8 bits por píxel. Los datos principales APT son:

Velocidad: 2 líneas por segundo (LPS)
Canales: 2 (generalmente 2 (Visible) y 4 (Infra Rojos) ) en las pasadas de DIA3 (mIR) y 4 (IR) en pasadas nocturnas
Sensibilidad de temperatura: 0,75 ºC
Tamaño de datos por pase: entre 1,2 y 2 Mb
Resolución: 4 Km2 por píxel
Modulación de radio: FM con +/- 17 KHz de desviación 137.500 y 137.620 MHz
Modulación de video: 2400 Hz modulados en AM (AM-FAX)

La HRPT siglas de High Resolution Picture Transmision es un formato de transmisión ya totalmente digital pero también en líneas, el equipo necesario para recibir HRPT es muchísimo mas complicado y costoso que para el APT.Envían a Tierra la información en dos chorros. El primero es digital ( BPSK) y las imágenes son de alta resolución. El segundo, llamado analógico (FASH), contiene parte de la información del primero y las imágenes están rebajadas en resolución, y es a estas a las que hay acceso más o menos sencillo. Los datos principales en HRPT son:

Velocidad: 1,2 Mb/s
Canales: todos del 1 al 5
Resolución: 1,1 Km2
Sensibilidad de temperatura: 0,1 ºC
Tamaño de datos por pase: entre 40 y 70 Mb
Modulación de radio: 1698 y 1707 MHz
Modulación de video: Transmisión digital BPSK

Hay que decir, que así como la antena en APT no hace falta que “siga al satélite” en HRPT es necesario ya que la señal de radio a esa frecuencia es altamente direccional.Las pasadas de los satélites, suelen durar sobre unos 9 o 10 minutos la señal medianamente aprovechable, pero se recibe la señal durante unos 12 o 13 minutos.He aquí la lista completa de los canales del radiómetro que hay disponibles:

Canal 1: 0,58 a 0,68 micrómetros, que corresponde a la luz visible.
Canal 2: 0,725ª 1,1 micrómetros, que corresponde al rojo visible y cercano infrarrojo.
Canal 3: 3,55 a 3,93 micrómetros, que corresponde al infrarrojo medio.
Canal 4: 10,3 a 11; 3 micrómetros, que corresponde al lejano infrarrojo.
Canal 5: 11,5 a 12,5 micrómetros, que correspóndela lejano infrarrojo.

El equipo receptor

Bien, ya conociendo el mínimo de conocimientos previos a lo que son estos satélites y su funcionamiento, podemos hacer un esbozo de como recibirlos. Solo comentaremos sobre la baja resolución APT ya que la de HRPT es extremadamente complicada. Hace falta decir que para llevar a cabo esto, se tienen que tener amplios conocimientos de electrónica y algo de radio. El equipo mínimo indispensable para hacer esto consta de:

- Antena de 137MHZ con polarización circular derecha (RhC).
- Equipo receptor con más o menos 24 KHz de ancho de banda en la FI, comercial o auto construido.
- Ordenador con T. de sonido.
- Programa para trackear los satélites, como por ejemplo WX-TRACK o NOVA.
- Programa de decodificación como WX-SAT, WXtoIMG o SATSIGNAL.
- Y los cables necesarios
.

De las antenas, una de estas dos es una opción válida:

Helicoidal cuadrafilar (QFH)
Antena de dipolos cruzados

Manuales on-line para la construcción de una antena casera:

Como podéis ver, casi todas las que he puesto son QFH en dipolo cerrado, de hecho son las que mayor rendimiento tienen. Aunque su construcción sea un poco más complicada, merece la pena por sus altas prestaciones y su margen de cobertura. Ah, lo importante de esta antena son las dimensiones. Estos dos ejemplos son hechos con tubo de cobre, aunque da menor atenuación de la señal, también puede hacerse con láminas de aluminio, pero siguiendo la misma forma, resultará un poco más fácil la construcción.

Del equipo receptor podemos decir que aunque su construcción no es excesivamente complicada, su ajuste es bastante crítico máxime si no se tienen los instrumentos adecuados como un generador de 137.5 MHz modulado por 2400 Hz de BF, no tener esto implica tener que hacer los ajustes a ciegas, esperando a cada pasada de cualquier satélite activo para intentar ajustar los pasos sintonizados, aunque esa puede ser una parte diríamos que entretenida e interesante, pero técnicamente incorrecta porque no se tiene una fuente de señal estable.Hacer el ajuste inicial sin un generador, se puede decir que es prácticamente imposible. Aquí unas fotos de receptores.

Receptor WEPIX 2000B, un ejemplo de receptor comercial.
He aquí su link: http://www3.sympatico.ca/konecny/wepix.htm

Receptor de OZ2BS, es el que me hice yo, como se puede ver tiene pantalla LCD y todo, una cucada. Pero lleva un sistema microprocesador con PIC que complica el sistema, de todas maneras se puede omitir el control con PLL y usar sintonía con potenciómetro directamente, pero sin la ventaja de saber si se está centrado en la frecuencia, cosa bastante importante para recibir bien las imágenes.
He aquí el link:
http://ozon.homepage.dk/engelsk.htm

Programa de Recepción. Una vez llegados hasta aquí, el resto es más fácil y menos costoso. Simplemente habremos de cargar un programa en el ordenador, configurarlo y rezar a que todo funcione bien.
Conectemos la salida de audio del receptor a la entrada de línea de la tarjeta de sonido del PC. Usar un cable de audio apantallado y intentad pasarlo lo mas lejos del monitor del ordenador, éste puede hacer interferencias electrostáticas en el cable y como consecuencia se pueden ver unas aguas bastante acentuadas en la imagen recibida.Tener cuidado de que la señal de salida del receptor no sea tan fuerte como para hacer saturar la entrada de la t. de sonido, no se vería ni una imagen buena. Para hacer esto, encended el receptor y sintonizad una frecuencia donde se escuche alguna señal, o mejor aún si esta pasando un satélite por encima de vosotros (la aguja del Smeeter al máximo) abrid el control de volumen y bajad el deslizador del control de grabación correspondiente a la entrada de línea a modo e que el indicador de volumen no llegue al fondo de escala en los picos. Aquí tenéis algunos de los mejores programas de recepción:

Satsignal de David Taylor:
En este link podréis encontrar, a parte del Satsignal, más utilidades respecto a los satélites. http://www.david-taylor.pwp.blueyonder.co.uk/software/satsignal.htm

WxtoIMG: Este programa es de los mejores, además, permite hacer multitud de análisis y pasa fotografías a 3D !!! Lo que para ello se tiene que comprar la versión registrada por 40.95 o 80 según la versión que se quiera.
http://www.weather.net.nz/wxtoimg/

WXSat: Este es el que usa la mayoría de gente para recibir los sats. Es bastante sencillote, pero tiene la ventaja de ir construyendo la foto mientras pasa el satélite, cosa que los otros dos no hacen. Esto lo hace propicio para hacer las primeras pruebas y ver que todo esta bien ajustado. http://www.hffax.de/WX_Satellite/WXSat/wxsat.html

Personalmente yo uso el WXtoIMG, que te permite hacer muchísimas cosas además de tener una paleta de color muy buena.

Continua...

 

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