Meteorología

Introducción a la recepción de imágenes de Satélites Meteorológicos

por Alberto D. Petruccelli

Las imágenes satelitales que podemos ver y obtener  a través de Internet ó por medio de los noticieros de televisión nos ayudan a poder pronosticar las condiciones meteorológicas, pero una vez embarcados y lejos del alcance de nuestra radio VHF parecería imposible de poder obtenerlas.

    Dichas imágenes son fácilmente recibidas en cualquier embarcación deportiva que cuente con: una computadora portátil (486DX2 o superior), un equipo de VHF que pueda recibir en FM las frecuencias entre 137 y  138 Mhz y una antena de VHF marina.

    Hay 2 tipos de satélites que envían imágenes APT (Automatic Picture Transmission), los de órbita polar (NOAA, Meteor) que circunvalan la tierra a una altura de aproximadamente 800km en 90 minutos y los geoestacionarios  ubicados en una órbita sobre el plano del Ecuador a 36.000 km, girando a la misma velocidad angular de la tierra, lo que hace que estén fijos en una posición para el observador terrestre, siendo su tiempo de giro alrededor de la tierra  de 24 horas.

    Nos vamos a ocupar de los de órbita polar dado que su señal es más fácil de obtener. Para los geoestacionarios hace falta antenas de mayor ganancia y equipos de recepción más costos puesto que trabajan en las frecuencias de 1700 Mhz.

    Para poder modificar su equipo de VHF, hay un link especializado, si no conoce y/o no tiene las habilidades necesarias, recurra a personal competente en el tema:

http://www.mods.dk/ en esta página puede encontrar su equipo de VHF eligiendo marca y modelo.

Frecuencias de transmisión

Satélite

Frecuencia en Mhz

NOAA (USA) 

137.500  137.620

Meteor (Rusia)  

137.850  137.300

 

APT (Automatic Picture Transmission)

    Los satélites de órbita polar monitorean en su totalidad la tierra, a diferencia de los geoestacionarios que “ven” siempre la misma cara.  Envían dos imágenes simultáneamente,  una en el espectro visible de luz y la otra infrarroja, obteniendo de esta forma la radiación de la tierra y los perfiles de temperatura; también poseen sensores de luz ultravioleta que le permiten captar los nivel de ozono.

    La radiación infrarroja (IR) emitida por los topes nubosos, tierra, océanos, hielo, nieve es captada por los sensores del satélite y emitida conjuntamente con la imagen visible que es simplemente la luz solar reflejada por la tierra, nubes, agua, etc.

    Esencialmente efectúan 2 pasadas por día sobre una posición dada. 

Sumario

Fuente de radiación proveniente de la tierra

Intensidad (brillo) de radiación proveniente de la tierra

Radiación Visible (luz)

Luz del sol reflejada en la tierra, nubes, mar, etc 

Depende de la intensidad y reflectividad de los objetos

Radiación Infrarroja (IR) invisible al ojo

IR emitida por la tierra, mar, nubes, etc

Depende de la temperatura de los objetos

 

SOFTWARE

    Necesitamos 2 tipos de software, uno para poder predecir las pasadas de los satélites (Tracking) y otro para poder grabar/decodificar las imágenes.

1) Software de tracking

    Como ya mencionamos anteriormente, los satélites de órbitas polares, efectúan 2 pasadas diarias, variando los horarios, para lo cual es necesario saber exactamente en qué momento debemos encender los equipos para grabar la información transmitida.

    En el momento en que escribo estas líneas (Diciembre 2002) los satélites activos NOAA son los siguientes:

NOAA-15 transmite en 137.500 Mhz

NOAA-17 transmite en 137.620 Mhz

Ver status en:

http://noaasis.noaa.gov/NOAASIS/ml/status.html

    Es importante revisar esta información cada cierto tiempo, dado que si ocurre alguna falla técnica, o cualquier otro inconveniente, la NOAA activa y desactiva de acuerdo a sus necesidades los distintos satélites.

    ¿Que puedo ocurrir si no verificamos esta información ?. Sencillamente no podremos recibir la imagen ya que el satélite estará “apagado”, y habrá otro encendido en otra frecuencia y/o horario distinto.

    De los programas de tracking (rastreo/seguimiento) he seleccionado 3 de ellos (lamentablemente todos están en Inglés) :

  • PREDICT, funciona bajo DOS en cualquier PC 486DX2 en adelante, permite “ver” simultáneamente varios  satélites, pudiendo seleccionar alguno de ellos y calcular sus futuras pasadas, imprimirlas, o simplemente mantenerlos en pantalla para saber exactamente en qué momento podremos comenzar la grabación de audio de la imagen enviada.

    Software: gratis, no tiene gráficos, presenta la información en forma de tabla. Se baja de http://www.qsl.net/kd2bd/predict.html  (Más detalles sobre este programa haciendo click aquí.)

  • FOOTPRINT, funciona bajo entorno Windows, visualmente más amigable, ya que vemos el área de cobertura y los distintos satélites, un poco más complejo para entender cómo funciona y cargarle los distintos parámetros, ubicación, satélites que nos interesan, etc.
    Software: gratis, buenos gráficos.  Se baja de http://www.riglib.demon.co.uk/footprnt.htm

 

  • STSPLUS,  es unos de los mejores, funciona bajo DOS, pero no lo he probado en 486dx2, sí en Pentium, tiene gráficos muy buenos, permite ver el globo terráqueo en la proyección Mercator u Ortográfica, donde la tierra va girando siguiendo al satélite seleccionado por nosotros. Es el mismo programa que usa la NASA como fondo de pantalla, se puede ver en todas las películas de Ciencia Ficción donde hay seguimiento de satélites. Es bastante engorroso ingresar datos y para los neófitos en la materia les llevará un tiempo comprenderlo.
        Debajo se puede observar la pantalla que presenta el programa, en este ejemplo, siguiendo a la misión STS-71 del Space Shutle. La ciudad seleccionada como lugar de recepción es  Palos Verdes en California, un círculo violeta indica el área de cobertura de la ciudad y el círculo blanco de puntos el área de cobertura del satélite . Se baja de http://www.dransom.com/stsplus.html

        Sobre el margen derecho se observa información variada: cuando el satélite entra en la zona de alcance de nuestra ubicación, los parámetros Rng (rango en millas náuticas, km, etc), Elv (elevación con respecto al horizonte). En el ejemplo indica Elv: –18.64°, o sea que el satélite se encuentra por debajo del horizonte del observador, Azm (azimut).

        Si tuviésemos una antena yagi (direccional) para mejorar nuestra recepción de la señal, habría que usar esa indicación Elv y Azm para apuntar nuestra antena manual ó automática.

 

Parámetros orbitales

    La fricción provocada por atmósfera y la atracción de la gravedad influyen sobre la órbita de los satélites, por lo que es necesario actualizar dicha información en el software que estemos usando para rastreo. Dichos parámetros son actualizados en los diferentes sitios de internet y deberíamos actualizarlos cada 15 días aproximadamente. Podemos encontrarlos en :

http://celestrak.com/NORAD/elements/

    Haciendo “click” con el botón izquierdo del mouse en la palabra “Weather” de la página de referencia, desplegará un archivo weather.txt  con el siguiente formato:

 

NOAA 12

1    21263U 91032A   02338.93465228  .00000516  00000-0  23883-3 0  8857

2    21263  98.6187 324.8827 0011974 241.0518 118.9460 14.25010563600442

METEOR 3-5              

1    21655U 91056A   02338.93065572  .00000051  00000-0  10000-3 0  4831

2    21655  82.5553  92.3036 0014080  31.5643 328.6316 13.16973686543525

    Dicho archivo contiene todos los parámetros necesarios para actualizar el programa, simplemente importando dicho archivo weather.txt.

 

Otros

    En la Web se pueden encontrar muchísimos sitios con software para seguimiento y decodificación, muchos de ellos de muy buena calidad pero hay que registrarse y los costos oscilan en los U$S 50 aproximadamente.

  • En http://www.satsignal.net/ hay un excelente paquete de software, para grabación, decodificación y ploteo automático de los contornos de los países mientras grafica y presenta una muy buena calidad de imágenes.

  • De http://www.riglib.demon.co.uk/wxcolor.htm se puede bajar Palette software, para convertir los archivos en blanco y negro de Wxsat a color.

  • De http://www.qsl.net/g4ilo/satmon.html, se consigue el SatMon software, para poder grabar automáticamente los archivos que transmiten los satélites en formato .wav, para luego decodificarlos con cualquier otro sofware compatible con Wxsat . Este soft sirve para grabar mientras estamos ocupados en timonear u otros menesteres.

 

2) Software de decodificación

    Existe en internet una gran variedad de software de decodificación, en mi caso estoy usando el WXSAT, que es bueno, fácil de usar y gratis. Se obtiene en: http://www.hffax.de/WX_Satellite/WXSat/wxsat.html

    Este programa permite grabar un archivo de audio (extensión .wav) y/o decodificarlo simultáneamente. Hay una versión en español que no la he probado.

    Wxsat es provisto en el modo de autoextracción (self-installing), ejecutando el archivo INST259e.EXE, se autoinstalará solo. Cree un Icono en su pantalla, luego conecte un cable de audio (blindado) entre la salida de audio de su equipo de radio y la entrada de micrófono canal izquierdo ó para mayor seguridad puentee las 2 entradas del plug para asegurarse no confundirse de canal. Cierre todas las  aplicaciones de Windows que no use ya que el programa necesita usar fuertemente el CPU y el coprocesador matemático. Deje solamente el programa de tracking funcionando conjuntamente con Wxsat.

    Ejecute Wxsat. En el menú Parameter/Decoding, aparecerá una pantalla con los parámetros de decodificación, presione el botón de NOAA, luego seleccione en la parte baja de la pantalla desde donde viene el satélite, del N-S (del Norte hacia el Sur) ó S-N (del Sur hacia el Norte), esta información la da el programa de tracking, viendo desde qué lado asciende o desciende el satélite. De equivocarnos en la selección N-S, lo que obtendremos es un gráfico al revés, que luego igualmente se puede rotar con el programa, así que a no preocuparse.

    Hay muchas más opciones para seleccionar pero por ahora a no complicarse, que la imagen se puede procesar todas las veces que uno quiera dado que es un archivo .wav que tendremos guardado en la PC.

Una vez que empecemos a escuchar por el VHF la señal de audio, hay que ajustar el nivel de volumen, ya que un valor inadecuado hará que la imagen sea muy oscura ó muy clara.

Vaya al menú Recording, seleccione TEST, verá una pantalla con 2 líneas y la señal de audio proveniente del equipo VHF, ajuste el nivel de volumen hasta que los picos de audio no sobrepasen dichas líneas, una vez hecho esto, vaya a Recording, seleccione STOP.

Reabra el menú  RECORDING, seleccione PICTURE & WAVE FILE , verá un archivo, seleccione ó tipee un nombre para su primer archivo. En unos segundos comenzará a ver como la imagen aparece en su pantalla, para mayor seguridad, seleccione RECORDING, MANUAL SYNC, de esta forma forzamos a que se forme la imagen aunque el equipo no haya logrado el sincronismo con la señal.

Recordemos que el programa graba en nuestro disco rígido un archivo con extensión .wav el cual se puede guardar indefinidamente y “procesarlo” con el programa de la PC las veces que uno quiera, con distintas opciones de color que se encuentran en el menú Parameters/decoding.

    Dependiendo de la señal del satélite y la calidad de la antena lograremos una imagen de mayor o menor definición.

 

Construcción de la antena

Cómo construir una antena de mejor calidad se puede encontrar en:

http://website.lineone.net/~askrlc/main.html  antena Quadriflex construida con un caño de 8 mm de cobre y un trozo de PVC.

 

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Alberto D. Petruccelli

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