地球画廊

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地球を宇宙から最初に眺めたガガーリンの言葉に”地球は青かった”と言う言葉がありますが現在では
人工衛星に取り付けた光センサ−から誰でも同様の体験が出来るようになりました。青い海と緑の大地が地球の
キャンバスとすると　そこに描かれる摩訶不思議な雲の芸術は日々刻々と変化し見る人を飽きさせません。
この画の作者は地球です。その非日常を体験できる地球画廊を覗いて見たくて2001年3月より旅を続けてきました。

BMsat v1f

最新リアル画像
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2012-01-25

FenY-1D 　2011-03-11 14:42 この画像を受信途中に東日本大震災が 発生しました。	NOAA-19 2011-02-26 12:16 NOAA-18と時間・コースがほとんど 同じです。
NOAA 16 2011-04-12 07:43	METEOR M1 2012-02-24 09:45 RGB=3,2,1 CH
NOAA 18 2011-07-14 13:21 台風6号	NOAA 16 2011-06-11 バイカル湖と青海湖が一枚に
MTSAT-LRIT　2012-0131 IR1/VIS　2つの画像を合成
NOAA 18　2010-07-28 最南端　ミンダナオ島	最東端　アッツ島 こんなに晴れるのは年に10日もない。

画像はHRPTreaderでカラ−画像化してJPEG保存しています。
(C)HRPTの昼間は　CH1=R　CH2=G　CH4=B　　　　　夜間は　CH4-CH5　
MHRPTの昼間は　　CH3=R　CH2=G　CH1=B
その画像を更に縮小した画像を掲載しています。

気象衛星の基礎

気象衛星NOAAの送信する周波数帯はVHFとUHFで2種類あります。VHF帯はアンテナが固定で簡単な設備で
受信できますが解像度が低い（APT画像）です。UHF帯は追跡型パラボラが必要で複雑な受信設備が必要ですが
解像度が高い（HRPT画像）特徴があります。ここでは”宇宙飛行士気分”を求めて高解像度画像の得られる
UHF帯について記述しています。
2012年1月よりMTSAT-LRITも受信できるようになりました。2012-0131

* 送信周波数は状況により変化しています。　　2011年　6月 9日の状況　
システム
受信システムは1・8ｍの2軸制御のパラボラ・アンテナと1・7ＧＨｚのプリアンプを屋上に設置しています。
約10ｍのケ−ブルで室内まで配線し1554MHｚのロ−カルとMIXして一度140ＭＨｚ帯にダウンコンバ−トしています。
これをLRD-100受信器に入れてデジタル処理でＮＲＺ信号に変換しています。この信号をＦｒａｍｅｒ基板で
ＵＳＢ通信対応に変換してＰＣに転送しています。ノートＰＣは1台で自動追跡と画像受信の両方を処理していて　
Ｃｅｌ　2.66ＧＨｚ　ＲＡＭ　512ＭＢ　ＯＳはＷＩＮ-ＸＰの仕様です。

アンテナ部

1・8ｍ　メッシュ型のパラボラ	ヘリカル・アンテナ LNAはケ−ス内部に配置
ロ−テ−タはG-5500 AZ軸450度　EL軸180度の可変範囲があり AZ軸を0度＝北西　450度＝北東に設定	北基準線を横切る軌道でも AZ軸の回転が450度もあれば 自動追跡可能

Dishは1・8ｍのメッシュを使っています。1.2〜1.8ｍ色々なサイズ入手先はここ
アンテナ部の役割は”如何にして弱い信号を妨害から守って低雑音で安定に取り込むか”です。考慮すべき事は
扱う信号レベルは-100〜-130ｄＢｍと微弱です。これに対して携帯等の信号は大信号で身近に溢れています。
思わぬ伏兵は　そこにいます。ＬＮＡの前に妨害対策のＢＰＦが必要です。

LNAの前にＢＰＦを挿入しています。	ＢＰＦはLORCH製を1700ＭＨｚへ改造 挿入損失　0・6ｄＢ　 通過帯域幅　200ＭＨｚ
ＬＮＡはCOSMOWAVE製を1700ＭＨｚへ改造 利得は35ｄＢ　ＮＦは1ｄＢ以下 改造方法のメモ	NTTドコモ信号に対するBPFの有(青）/無（桃）・効果 Center=1700MHz　Span=50MHｚ

ＮＯＡＡは極軌道を周遊している移動衛星で1回15分　2回/日と言う僅かな時間しか受信できません。アンテナ部を
製作開始した段階で　いきなり受信するには無理があります。アンテナの感度とか角度を調整/確認するには
静止衛星を利用すると便利です。1700MHｚ近辺を送信している静止衛星にはMTSAT/COMSがあります。
これらの電波は直線偏波なので円偏波専用のヘリカル・アンテナで受信するのは無理があります。
あくまでも参考程度です。ダウンコンバータで134MHｚ帯に変換した波形が下図です。

センターはＭＴＳＡＴのLRIT信号　1691ＭＨｚ その左はHRIT信号	センターはＣＯＭＳのＬＲＩＴ信号　1692.14ＭＨｚ その両サイドはHRIT信号らしい

アンテナの仰角が0度付近では地平線に近いので1700MHｚでも生活雑音を一杯拾います。特に近くの大きな都市の
方角ではNOAAの信号を完全に埋没させるような雑音が出ています。この雑音は特定周波数にピ−クのない白色雑音です。
夜間の照明で都市部では夜空の星が見えなくなってしまったように今度は電波も届かない時代が来るのでしょうか　？

仰角＝0度でアンテナを回転すると 雑音電波が飛び込んで来る。2011年現在 名古屋方面で雑音が20ｄB up

制御部
ＡＺ/ＥＬモ−タのリレ−制御部はアンテナのすぐ近くの軒下に配置したＢＯＸの中にあります。ここにはＡＣ24ｖのトランスと
リレ−回路があるだけで制御はAZEL基板で行います。ロ−テ−タの制御線は全部で8本必要です。丁度ＬＡＮケ−ブルが
8本構成なので　これを制御線として使っています。

軒下に配置した制御ＢＯＸの内部 ＴＶ用のブ−スタ−も混在	AC24vトランスとリレ−制御の 簡単構成

衛星位置の計算ソフトとしてKSATを使っています。このソフトは予約機能があり自動追跡には適していると思います。
自動追跡ソフトはKSATのＤＤＥインタ−フェ-スを利用して得た衛星名/衛星位置情報/距離変化の情報に約30mｓの
周期で自動追跡を行うソフト（ＡＺＥＬ）を用意しました。

自動追跡最中の画面	ＡＺＥＬ基板ではＨ8マイコンで自動追跡を行っている。

その特徴は
1・　30回/秒以上の追跡制御が可能で仰角60〜85度でも自動追跡可能　　　　　　　　　　　　　　　　 ”標準”モ−ド
2・　仰角85度以上の軌道時はＡＺ軸を固定して仰角を180度まで拡大して制御するモ−ドも用意　　”反転”（フリップ）モ−ド
3・　受信信号のレベルやＳＹＮＣ信号の状況も記録可能で受信状況の分析が可能となる。
4・　受信部の周波数制御も周波数番号で指定可能
5・　ANT-SW制御はヘリカル・アンテナRHCP/LHCPの切替を予定している。

詳細を知りたい方はこちらです。

受信部
受信部にはＱＵＯＲＵＭ社のＬＲＤ-100　を2010年より使い始めました。この受信器はＨＲＰＴ/ＣＨＲＰＴ以外にもＭＴ-ＳＡＴの
ＨＲＩＴ/ＬＲＩＴやＦｅｎｇＹｕｎ2も受信可能な汎用デジタル受信器です。とても高価で趣味用としては疑問ですが受信器の
お手本として購入しました。業務用なので受信感度は素晴らしく　安定した受信を保証してくれています。
いつかは　こんな汎用機を作ってみたいです。

	表示の最後は"受信状態"です。 ●UL　　UnLock　　　　　　　　　 待機状態 ●LK　　ｃｌｏｃｋ　Locked　　　　　クロック再生完了 ●FR　　Frame locked　　　　　　Frame同期完了 FRを表示した時から画像受信可能になります。
ＰＣの空きケ−スに組み込みました。

最初はＰＣ機能との並存を試みましたがＰＣ内部のノイズで受信感度が低下したのでマザーボードは削除しました。

自作可能なレベルの受信器としては下記があります。
�@ＲｉｇのＨＰに掲載されていた　　Ｒｉｇ-Ｒｅｃｅｉｖｅｒ
�A最初に使っていた受信器　　　 HPR137

Fｒａｍｅｒ基板
ＬＲＤ-100は全信号をＮＲＺ信号として出力してくれるのでＦｒａｍｅｒ基板を通してＵＳＢ信号に変換してＰＣへ送ります。
しかし現在対応できているのはHRPT/CHRPTだけです。

詳細を知りたい方はこちらです。

ＢＭsat
ＰＣ側ＵＳＢ通信のソフトは"ＢＭｓａｔ"を用意しました。
このソフトはＦｒａｍｅｒに対応したＵＳＢ信号を読み込み簡易カラー画像表示しながら
HRPT,CHRPTは10ＢformatでMHRPTはMeteor-HRPTformatでＨＤＤに保存を行います。
ＣＨ選択は出来ず全ＣＨを保存するのでファイルサイズはＣＨＲＰＴで130ＭＢ程度になります。

	Ｃｅｌ　2.66ＧＨｚ　ＲＡＭ　512ＭＢ ＯＳは　Ｗｉｎ　ＸＰ　ＳＰ2 画面サイズは　1024ｘ768
受信中のカラー画像	ＣＨＲＰＴを全画面モードで受信+自動追跡できました。

このソフトの画像は　あくまで受信画像確認用です。

詳細を知りたい方はこちらです。

画像化

本格的な画像化には受信終了後に”ＨＲＰＴ-Ｒｅａｄｅｒ”でデータを読み込んで行います。色の調整を
簡単に変更可能で経度/緯度のラインも追加できたり保存形式の選択も色々用意されている高機能ソフトです。

経度/緯度を正しく表示するには\HRPTreader\kepsのフォルダー内に衛星毎のTLEデータを用意する必要が
ありますがFengYun-1D以外には裏技があり個別TLEをわざわざ作らなくてもOKです。

裏技
WXtrackを使える環境を準備できれば　その中にあるTLEをHRPTreaderは自動で読み込んでくれます。
KSATの中にあるKSAT_NORAD_NEWを読み込んでweather.txtと名前を変えてWXtrackの中へ保存すれば
OKとなります。

ＲＧＢモードでStretchをONにしておいて 色調整したい範囲を左クリックしながら指定	クリックを離すと自動調整完了 この簡単な色調整方法は素晴らしい！

ＴＥＳＴ-ＳＧ
気象衛星からの信号を受信できる時間は限られているので検討の時間をどうしても限定されてしまいます。こういう時
衛星信号と同じレベルの信号が手許にあると検討時間も　大いに短縮できます。今までに色々なＴＥＳＴ-ＳＧを
製作して来ましたが最終的にはPICマイコンを使用した簡素なＴＥＳＴ-ＳＧに到達しました。これで(C/M)ＨＲＰＴの
擬似信号を発生出来ます。詳細を知りたい方はこちらです。

ＴＥＳＴ-ＳＧの外観	TEST-SGの内部