Réception d'images météo par satellite

Réception d'images météopar satellite Frédéric ARNAL, Simon PAILLARD Encadrant : Laurent FRANCK 22 mars 2006

Plan • Objectifs du projet • Mission NOAA et satellites POES • Mode de transmission APT des images • Construction de l'antenne • Manipulations et résultats • Conclusion

Objectifs • Comprendre le segment spatial NOAA • Étude de la technique de transmission • Construire une antenne de réception • Mettre en oeuvre la réception

Mission NOAA • NOAA = National Oceanographic and Atmospheric Administration • agence américaine responsable de l’étude de l’océan et de l’atmosphère créée en 1970 • objectif : fournir des données à partir de satellites pour améliorer l’économie, la sécurité, l’environnement et la qualité de vie des citoyens • 2 programmes de satellites exploités : POES et GOES

Satellites POES • orbite polaire • altitude d’environ 850km • période de 102 minutes (donc 14.1 passages polaires par jour) • héliosynchrone • balayage de la totalité du globe en 12h • pour une station donnée, 2 passages par jour (un le jour et un la nuit)

Satellites POES • en fonctionnement :NOAA 12, NOAA 14, NOAA 15, NOAA 16, NOAA 17, NOAA 18 • mais NOAA 15 est OFF entre le 1er mars et le 6 avril 2006 et NOAA 14 et NOAA 16 n'émettent plus en mode APT • NOAA 12, NOAA 17 et NOAA 18 considérés pour le projet

Poursuite des satellites avec WXTrack

Prévision des passages avec WXTrack

Instrumentation des POES • « Advanced Very High Resolution Radiometer » (AVHRR):6 canaux d'images, résolution 1.09km

Mode de transmission APTAutomatic Picture Transmission • 2 canaux du AVHRR :> en journée : visible, infrarouge> la nuit : 2 en infrarouge • dégradation de 360 à 120 lignes / minute> résolution : 4 km / pixel • images transmises côte à côte • modulation 2400 Hz en AM • surmodulation en bande VHF (137-138Mhz) en FM • 50kHz de bande occupée

Choix du modèle d'antenne • contraintes : • antenne omnidirectionnelle • polarisation circulaire droite • faibles moyens • fréquence 137.5 MHz • 2 types d’antennes envisageables : • antenne tourniquet (turnstile) • antenne hélicoïdale quadrifilaire (QHA)

Antenne QHA très bonnes performances difficile à réaliser Choix du modèle d'antenne • Antenne turnstile • performances convenables • facile à réaliser

Construction de l'antenne • 4 tiges en aluminium de 52cm • déphasage quart d'onde : 36cm, 75 ohms • adaptation d'impédance quart d'onde : 36cm, 50 ohms

Vérification de l'antenne • Vérification de la ligne de déphasage au GBF+oscillo • Mesure du ROS à 137.5Mhz : 1.4

Mise en place de l'antenne

Chaîne de réception

Manipulations • poursuite du satellite sous WXTrack • réglages du récepteur (fréquence, bande passante, mode, …) • acquisition du son sous Goldwave à 44100 kHz • rééchantillonnage à 11025 kHz • décodage du fichier son sous APT Decoder

Acquisition du son • enregistrement de NOAA 17 le 10 mars • structure de la trame : 2 lignes par seconde

Mise en évidence de la modulation d’amplitude

Décodage brut du fichier son Image IR Image visible

Images visibles en fausses couleurs sous APT Decoder

Comparaison avec WXTrack Superposition avec la carte générée par WXTrack Superposition des frontières

Obervation de la fonte des neiges

Autres captures réalisées • Tentatives de réception d’autres satellites comme METEOR, RESURS, SICH mais sans succès • Écoute de la Station Spatiale Internationale (ISS) • conférence donnée par un astronaute de la station le 8 mars 2006 • plusieurs packets radio

Actualité des satellites météo • 30 juin 2006 : lancement par une fusée Soyouz de Metop A, projet commun entre l’ESA et Eumetsat (responsable des satellites GEO Meteosat) • satellite similaire aux NOAA construit par EADS Astrium

Conclusion • Antenne omnidirectionnelle opérationnelle, aux performances honorables • Qualité des images améliorable(filtre 50kHz au lieu de 30kHz) • Monde des radioamateurs à découvrir ! • Beaucoup de satisfaction tirée du projet :)

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