1 Généralités1 Généralités
2 Le mode HRPT
3 Le mode APT
4 Les satellites
Satellites NOAA
Satellites METEOR
Satellites RESURS
Satellites OKEAN
Satellites SICH
Satellites FENG YUN
5 Équipement nécessaire
6 Images polaires reçues
7 Les prévisions de passage
8 Les dernières informations
Ces satellites sont dits polaires ou défilants car leur orbite circulaire passe par les pôles.2 Le Mode HRPT
Leur période de révolution d'environ 102 minutes leur permet de balayer la totalité du globe deux fois par jour.
Certains satellites comme la série NOAA ont de plus des orbites héliosynchrones, c'est a dire que le satellite survole une latitude donnée a une heure solaire locale sensiblement constante d'une révolution a l'autre. Les prises de vue des mêmes endroits sont donc effectuées pratiquement dans les mêmes conditions au cours de chaque passage.
Ci-dessous les 14 orbites que réalise un satellite au dessus du pole nord ( 7 dans le sens nord > sud et 7 dans le sens sud > nord ).
TIROS 1, le premier satellite météorologique, a été lance le 1er avril 1960 par les Américains.
Actuellement 6 types de satellites peuvent transmettre des images, ce sont :
NOAA pour les Américains METEOR OKEAN RESURS SICH pour les Russes et FENG YUN pour la Chine.
Ces satellites défilent au dessus de nos têtes entre 650 et 1200 km d'altitude a raison d'un peu plus de 14 orbites par jour.
La couverture terrestre (footprint) est un cercle d'environ 2700 km (selon le satellite) .
Deux mode de transmission sont utilises pour NOAA :
Le mode HRPT (Hight Résolution Picture Transmission).
Le mode APT (Automatic Picture Transmission)
Transmission en mode APT pour les autres satellites
Sommaire
Les transmissions HRPT ont les caractéristiques suivantes :3 Le Mode APT
Fréquence de transmissions de 1.698 et 1.707 GHz
Modulation digitale split phase.
Index de modulation +/- 67.3°
Taux de transmission numérique 665.400 bits par seconde
Polarisation de l'antenne d'émission: Circulaire droite
Sommaire
Les transmissions en mode APT ont les caractéristiques suivantes :4 Les satellites
Fréquence d'émission entre 137 et 138 MHz (voir tables)
Modulation de fréquence avec sous-porteuse a 2400 Hz modulé en amplitude.
Le mode APT ne comporte pas de signaux de début et de fin d'image. Celle-ci est transmise en permanence et est délimitée par l'acquisition (AOS) et la perte (LOS) du satellite a l'horizon.
Polarisation de l'antenne d'émission: Circulaire droite
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5 Équipement nécessaireNOAA
6 satellites NOAA sont en orbite (environ 850 Km d'altitude)
NOAA12 a cessé toutes transmissions le 10/08/07
NOAA14 A été désactivé 23 Mai 2007
NOAA16 Après quelques jours de transmission l'émetteur APT sur 137.620 MHz a cessé de fonctionner.
NOAA17 A été désactivé le 10 Avril 2013
NOAA18 A l'opposé des anciens NOAA qui avaient une orbite descendante ( N/S), NOAA18 a une orbite montante (SSE/NNO) ce qui permet sur une même image de voir le delta du Nil et l'Islande (voir page les images).
Mode APT
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 120 lignes par minutes .
Le mode de transmission est analogique.
La transmission est constituée de 2 images cote a cote, dans 2 spectres différents:
- 1 image Infrarouge et 1 image visible en période diurne (excepte NOAA17 qui transmet 2 images visibles)
- 2 images infrarouges en période nocturne.
Résolution 4.0 Km
Ci dessous une tranche d'une image de NOAA15
Constitution de l'image (de gauche a droite):
Tops de synchronisation (4 barres noires et blanches a 1040 Hz), identifieur et marqueur (chaque trait blanc ou noir est espacé d'une minute), contenu de l'image, télémétrie de la 1ere image, puis
Tops de synchronisation, identifieur et marqueur, contenu de l'image , télémétrie de la 2eme image.
L'identifieur, s'il et noir avec des marqueurs blancs l'image est en mode visible, s'il est blanc avec des marqueurs noirs l'image est en mode infrarouge.
Ci dessous une tranche d'une image de NOAA15 au passage diurne a nocturne.
Mode HRPT
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 360 lignes par minutes.
Le mode de transmission est numérique.
La transmission est constituée de 5 images en mode multiplexé
- 2 images dans le spectre visible (0.58 a 0.68 µm et 0.72 a 1.1 µm)
- 3 images dans le spectre infrarouge (3.55 a 3.95 µm 10.3 a 11.3 µm et 11.5 a 12.5 µm).
Résolution 1.1 Km
Je n'ai jamais eu l'occasion de recevoir une image de ce satellite (n'étant pas encore équipé de réception en mode HRPT/CHRPT).
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METEOR
3 satellites METEOR sont en orbite (environ 1200 Km d'altitude)
* Pas encore entendu le satellite ni sur 137.300 ni sur 137.400 ni sur 137.850.
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 120 lignes par minutes.
Les images transmises sont dans le spectre visible en période diurne et (ou) en infrarouge en période diurne.
Ci dessous une tranche d'une image de METEOR 2.21
et une tranche d'une image de METEOR 3.5
Constitution des images (de gauche a droite):
Tops de synchronisation (14 barres noires et blanches a 250 Hz), mire de dégradé, zone de codage télémetrique, contenu de l'image.
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RESURS
1 satellite RESURS est en orbite (environ 680 Km d'altitude)
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 120 lignes par minutes.
Les images transmises sont dans le spectre visible en période diurne et ou en infrarouge en période diurne.
Ci dessous une tranche d'une image de RESURS-01
Constitution de l'image (de gauche a droite):
Tops de synchronisation, Contenu de l'image, mire de dégrade.
Les barres horizontales dans les tops de synchronisation et la mire de dégradé sont elles des informations de télémétrie ? mystère.
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OKEAN
Actuellement 2 satellites OKEAN sont en orbite (environ 640 Km d'altitude)
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 240 lignes par minutes.
Les (rares) images en spectre visibles sont souvent superposées a des images radar (SAR) ou a des images micro-ondes.
Ci dessous une tranche d'une image de OKEAN 0
Constitution de l'image (de gauche a droite):
Image radar ou micro-ondes, Image visible, zone de télémétrie (?), bande de synchronisation (?)
Aucunes signification sur le contenu de la zone de télémétrie. Le premier groupe de chiffre semblerait correspondre au nombre de minutes écoulées depuis le franchissement du méridien de Moscou... mystère, si quelqu'un a une signification...
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SICH
2 satellite SICH est en orbite (environ 650 Km d'altitude)
Les transmissions sont effectuées a la vitesse de 240 lignes par minutes.
Les images en spectre visibles sont souvent superposées a des images radar (SAR) ou a des images micro-ondes .
SICH-1M
En raison d'un défaut de fonctionnement du troisième étage une minute après son deuxième allumage, le satellite Sich-1M d'observation de la Terre n'a pas pu rejoindre son orbite définitive. La fusée russe Tsiklon n'a pu envoyer le satellite que sur une orbite elliptique beaucoup plus basse qu'initialement prévue, avec un périgée de 300 km. Ce satellite devait à l'origine évoluer sur une orbite circulaire de 680 km.
Sich-1M est pourvu d'un système de propulsion et pourra rejoindre son orbite initiale tant bien que mal, mais le prix à payer de cette surconsommation de carburant est lourd : il ne pourra plus fonctionner qu'une année au lieu de trois.
Ce satellite doit étudier l'environnement de la Terre et des fonds marins, mais doit aussi détecter des plantations d'opium.
Je n'ai jamais eu l'occasion de recevoir d'image de ces satellites.
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FENG YUN
1 satellite FENG YUN est en orbite (environ 870 Km d'altitude)
Les transmissions sont effectuées uniquement en mode CHRPT (haute définition).
10 canaux (4 visibles et 6 infrarouges) sont transmis en mode multiplexé.
Je n'ai jamais eu l'occasion de recevoir une image de ce satellite (n'étant pas équipé de réception en mode HRPT/CHRPT).
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6 Les images reçuesAntennes
En mode APT, il est impératif d'utiliser une antenne accordée sur 137 MHz dont le diagramme de rayonnement doit être omnidirectionnel.
Le satellite transmettant en polarisation circulaire droite, les antennes comme la Lindenblad ou la Quadrifilar sont celles qui fonctionnent le mieux (excepte quand le satellite passe a la verticale de la station, leurs angle d'ouverture maximum ne dépassant pas 40 a 50°au dessus de l'horizon).
L'utilisation d'antennes verticales ou discone est a déconseiller du fait de leur diagramme de rayonnement présentant de nombreux creux.
Un préamplificateur ( 15 a 20 dB ) place au pied de l'antenne sera d'un bon secours pour décoder les signaux faibles, quand le satellite est bas sur l'horizon
A la station j'utilise une antenne Lindenblad de construction OM avec préamplificateur ainsi qu'une antenne quadrifilar 1/2 tour également de construction OM. Voir description et réalisation sur la page Quadrifilar.
En mode HRPT, NOAA transmettant dans la bande des 1.7 GHz, un gain minimum de 20dB / dipôle est nécessaire, ce qui veut dire une yagi de 30 éléments ou une parabole de 1 mètre de diamètre minimum (peut être une antenne hélice, mais je n'ai pas d'informations précises sur ce sujet.).
Mais dans tous les cas il sera indispensable d'asservir l'antenne en site et en azimut.
Récepteur
Pour la réception des satellites défilants, le récepteur devra couvrir de 137 a 138 MHz.
Le point le plus important est la bande passante FI. Elle doit être comprise entre 30 et 40 KHz. Inférieur a 30 KHz l'image se dégrade dans les blancs (plus de détails), supérieur a 40 KHz le signal de sortie diminue énormément et la qualité de l'image également.
Ordinateur et logiciels
J'utilise un ordinateur de type PC avec un pentium P3 500 MHz avec pour la réception des satellites défilants, le programme WxSat de Christian Bock. Voir une copie écran de la première installation
J'utilise également JVCom32 de Heberhar Backeshoff (DK8JV) que vous pouvez télécharger sur son site.
Pour recevoir, coloriser et border les images, j'utilise Wxtoimg ou pour coloriser simplement Satsignal de David Taylor.
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Mode APT7 Les prévisions de passage des satellites
Les images ont été reçues entre 1998 et aujourd'hui.
Pas d'images reçues en provenance de SICH qui semble être télécommandé pour déclencher la transmission des images au dessus de la Russie (tout comme OKEAN dont j'ai pu recevoir des images lors de passage bas sur l'horizon). Voir les images APT
Mode HRPT
Les images sont des images d'archives téléchargées sur le site de SAA_NOAA, elles ont été compressées afin de ne pas prendre trop de volume. Voir les images HRPT
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Afin de pouvoir commencer l'acquisition de l'image lorsque le satellite apparaît a l'horizon, il est nécessaire de connaître l'heure (AOS) ainsi que l'azimut de l'apparition du satellite.8 Les dernières informations
De nombreux programmes permettent ces prévisions, pour ma part j'utilise WXtrack de David Taylor, un excellent freeware a découvrir sur son site, ainsi que de nombreux utilitaires pour le traitement des images satellites.
Un exemple d'acquisition de NOAA15 au dessus de la France.
En marron mon horizon radio, en bleu la zone balayée par le satellite.
Ce programme utilise des données képleriennes au format texte (*.txt) que l'on peut télécharger sur le site de Celestrak
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