Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Система автоматической передачи изображений (APT) - это система аналоговой передачи изображений, разработанная для использования на метеорологических спутниках . Он был представлен в 1960-х годах и более четырех десятилетий предоставлял данные изображений относительно недорогим пользовательским станциям в различных местах в большинстве стран мира. Пользовательская станция в любой точке мира может получать локальные данные по крайней мере два раза в день от каждого спутника, поскольку они проходят почти без надзора.

Передача [ править ]

Формат передачи APT

Структура [ править ]

Широковещательная передача состоит из двух каналов изображения, телеметрической информации и данных синхронизации, при этом каналы изображения обычно называются видео A и видео B. Все эти данные передаются в виде строки горизонтальной развертки. Полная линия имеет длину 2080 пикселей , при этом каждое изображение использует 909 пикселей, а оставшаяся часть идет на телеметрию и синхронизацию. Строки передаются со скоростью 2 в секунду, что соответствует 4160 слов в секунду или 4160 бод .

Изображения [ редактировать ]

На спутниках системы NOAA POES два изображения представляют собой сглаженные 8-битные изображения с разрешением 4 км / пиксель, полученные по двум каналам передового датчика радиометра очень высокого разрешения (AVHRR). Перед трансляцией изображения корректируются для получения почти постоянного геометрического разрешения; как таковые изображения не имеют искажений, вызванных кривизной Земли.

Из двух изображений одно обычно является длинноволновым инфракрасным (10,8 мкм ), а второе переключается между почти видимым (0,86 мкм) и средневолновым инфракрасным (3,75 мкм) диапазоном в зависимости от того, освещена ли земля солнечным светом. Однако NOAA может настроить спутник для передачи любых двух каналов изображения AVHRR.

Синхронизация и телеметрия [ править ]

В передачу включены серии импульсов синхронизации , минутные маркеры и телеметрическая информация.

Информация синхронизации, передаваемая в начале каждого видеоканала, позволяет принимающему программному обеспечению согласовывать свою выборку со скоростью передачи сигнала, которая может незначительно изменяться со временем. Минутные маркеры представляют собой четыре чередующихся черных и белых линий, которые повторяются каждые 60 секунд (120 строк).

Раздел телеметрии состоит из шестнадцати блоков по 8 строк каждый, которые используются в качестве опорных значений для декодирования каналов изображения. Первые восемь блоков, называемых «клиньями», начинаются с 1/8 максимальной интенсивности и последовательно увеличиваются на 1/8 до полной интенсивности в восьмом клине, а девятый - с нулевой интенсивностью. Каждый из блоков с десяти по пятнадцатый кодирует калибровочное значение для датчика. Шестнадцатый блок определяет, какой канал датчика использовался для предыдущего канала изображения, путем сопоставления интенсивности одного из клиньев с первого по шестой. Видеоканал A обычно совпадает с клином два или три, канал B совпадает с клином четыре.

Первые четырнадцать блоков должны быть идентичны для обоих каналов. Шестнадцать блоков телеметрии повторяются каждые 128 строк, и эти 128 строк называются кадром.

Сигнал трансляции [ править ]

Сам сигнал представляет собой 256-уровневую амплитудно-модулированную поднесущую 2400 Гц , которая затем частотно модулируется на РЧ-несущую полосу 137 МГц . Максимальная модуляция поднесущей составляет 87% (± 5%), а общая ширина полосы РЧ составляет 34 кГц. На транспортных средствах NOAA POES сигнал транслируется с эффективной излучаемой мощностью примерно 37 дБм (5 Вт) [1] .

Получение изображений [ править ]

Сигнал APT передается непрерывно, при этом прием начинается с начала следующей строки, когда приемник находится в зоне действия радиосвязи. Изображения могут приниматься в реальном времени относительно простыми и недорогими приемниками в то время, когда спутник находится в пределах радиодиапазона, который обычно длится от 8 до 15 минут.

По состоянию на 2004 г. во Всемирной метеорологической организации (ВМО) было зарегистрировано почти 5000 приемных станций APT . Неясно, какой процент от общей пользовательской базы это составляет, поскольку регистрация не является обязательной и была доступна только после 1996 года.

Радиоприемник [ править ]

Полоса пропускания, необходимая для приема передач APT, составляет приблизительно 34 кГц. Большинство старых сканеров (полицейские и пожарные приемники) имеют стандартную полосу пропускания 15 кГц, которые были разработаны для поддержки передачи голоса. Более новые приемники общего охвата ОВЧ оснащены несколькими полосами пропускания ПЧ; некоторые из них, но не ограничиваются: 6 кГц, 15 кГц, 50 кГц и 230 кГц (FM-вещание). Использование приемника со слишком узкой полосой пропускания приведет к получению изображения, насыщенного черным и белым, а также возможной инверсии. Слишком широкий уровень шума приемника будет слишком высоким для получения хорошего изображения. Для энтузиаста-любителя приемник компьютерного контроллера - лучший вариант, позволяющий программному обеспечению автоматически настраиваться и устанавливать требуемые режимы для правильного приема.Также существуют специальные приемники APT, созданные специально для компьютерного управления и приема APT. Конкретно,ICOM PCR1000, PCR1500 и PCR2500 дадут отличные результаты. Поиск в Интернете по запросу «NOAA APT (RECEPTION or RECEIVER)» даст большой объем информации о приемниках, программном обеспечении и антеннах.

Антенна [ править ]

APT-изображения с метеорологических спутников могут быть получены с помощью антенны с правой круговой поляризацией , 137 МГц. Обычно нет необходимости, чтобы антенна следовала за спутником, и антенна с фиксированным положением дает хорошие результаты.

Две наиболее часто рекомендуемые антенны - это антенна с перекрестным диполем и четырехзаходная спиральная антенна (QHA или QFH).

Отображение изображений [ править ]

Много лет назад [ когда? ] для приема изображений APT требовался специальный декодер в дополнение к приемнику для отображения или печати изображений, во многом как HF WEFAX (обслуживающий морское сообщество). Часто и приемник, и декодер объединяли в одно устройство.

Сегодня [ когда? ] с появлением персональных компьютеров все, что требуется, - это специальное программное обеспечение [ какое? ] (многие из которых предлагают «бесплатные» версии [1] ) и звуковую карту. Звуковая карта получает и оцифровывает видео с медленной разверткой (в слышимом диапазоне), поступающее из динамика, телефонов или линейного выхода приемника, а затем программное обеспечение обрабатывает различные видимые и инфракрасные каналы датчика AVHRR. Большинство программ автоматически сохраняют каждое изображение и публикуют обработанное изображение на выбранном веб-сайте, добавляя новое изображение при каждом проходе спутника APT.

Улучшенные изображения [ править ]

Поскольку каждый канал датчика AVHRR чувствителен только к одной длине волны света, каждое из двух изображений имеет только яркость , также известную как оттенки серого . Однако разные материалы имеют тенденцию излучать или отражать с одинаковой относительной интенсивностью. Это позволило разработать программное обеспечение, которое может применять к изображениям цветовую палитру, имитирующую окраску видимого света. Если программа декодирования точно знает, где находился спутник, она также может наложить контуры и границы, чтобы помочь в использовании полученных изображений.

История [ править ]

  • Разработано Национальной спутниковой службой Земли
  • Испытан на ТИРОС-8 , спущен на воду 21 декабря 1963 г.
  • Nimbus 1 , запущенный 28 августа 1964 года, был первым прикладным спутником
  • Первым полярно-орбитальным аппаратом NOAA, который использовал его, был TIROS-N , запущенный 13 октября 1978 года, и с тех пор он летал на всех полярно-орбитальных аппаратах NOAA.
  • Также летал на советских метеорологических спутниках « МЕТЕОР» , «Сич», «Ресурс» и «Океан».

Текущий статус [ править ]

Спутники NOAA передают APT
  • NOAA-18
  • NOAA-15
  • NOAA-19
Советские / российские спутники, передающие APT

Никто.

Будущее [ править ]

С усовершенствованием электроники аналоговые системы передачи уступили место системам цифровой передачи. NOAA-19 , который до запуска 6 февраля 2009 года назывался NOAA-N ' , является последним спутником с системой APT. [2] Программа MetOp , созданная в сотрудничестве между NOAA и EUMETSAT , перешла на низкоскоростную передачу изображений (LRPT) для своих новых полярно-орбитальных спутников.

См. Также [ править ]

  • ЕВМЕТСАТ
  • Радиофакс
  • Метеорологические спутники

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://www.ncdc.noaa.gov/oa/pod-guide/ncdc/docs/klm/html/c4/sec4-2.htm
  2. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2015-05-02 . Проверено 27 апреля 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  • Руководство пользователя KLM NOAA: Раздел 4.2 - Система APT
  • GPN-2003-00026 - Автоматическая передача изображений.
  • Исследование космоса с помощью камеры
  • NOAASIS - Спутниковая информационная система NOAA для метеорологических / метеорологических спутников NOAA

Внешние ссылки [ править ]

  • Статус космического корабля POES NOAA
  • Спутниковая приемная станция NEODAAS Dundee
  • Изображения APT, полученные на озере Тринадцать островов Онтарио, Канада
  • Программное обеспечение для декодирования спутникового приема APT