Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Передачи низкоскоростных изображения (LRPT) представляет собой цифровую систему передачи, предназначенная для доставки изображений и данных от орбитального метеорологического спутника непосредственно к конечным пользователям через УКВ - радиосигнала. Он используется на борту полярно-орбитальных программ околоземных метеорологических спутников, таких как MetOp и NPOESS .

Цель [ править ]

LRPT предоставляет три канала изображения с полным разрешением датчика (10 бит, 1 км / пиксель, шесть строк в секунду) в дополнение к данным от других датчиков, таких как атмосферные эхолоты и информация о местоположении GPS .

Система представляет собой обновление и замена существующей аналоговой системы называется автоматической передачи изображений (APT), который использовался с 1960 года на борту НОАА «s Тайрос полярно-орбитальных спутников. Система APT предоставляла только два канала изображения с пониженной точностью и разрешением (8 бит, 4 км / пиксель, две строки в секунду). По сравнению с системой APT, изображения LRPT в четыре раза точнее и содержат в двенадцать раз большее разрешение. Кроме того, дополнительные данные от других датчиков расширяют возможности спутников и пользователей, принимающих сигнал.

Дизайн [ править ]

LRPT использует пакетированный поток данных, передаваемый со скоростью примерно 62 килобита в секунду (кбит / с). Каждый датчик, использующий LRPT, считается приложением и обеспечивает процентную долю полосы пропускания в форме виртуального канала. Например, усовершенствованный датчик изображения радиометра очень высокого разрешения (AVHRR) обеспечивает скорость примерно 40 кбит / с для передачи трех каналов изображения, а датчик инфракрасного излучения высокого разрешения (HIRS) обеспечивает скорость примерно 2900 бит / с. Пакетированная прикладная система обеспечивает гибкость для передачи и приема новых типов данных в будущем с использованием того же оборудования.

Поток данных обрабатывается с помощью коррекции ошибок Рида – Соломона , затем кодируется сверткой , чередуется и дополняется уникальными словами синхронизации. Результирующий двоичный поток составляет примерно 160 кбит / с.

Он передается как сигнал с квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) 80 килобод на РЧ несущей в диапазоне 137 МГц с эквивалентным уровнем изотропно излучаемой мощности, который варьируется от 3,2 дБВт (2 Вт ) до 8,0 дБВт (6,3 Вт). .

Чтобы гарантировать, что наземные станции низкой сложности, которые ранее принимали сигнал APT, могли получить доступ к сигналу LRPT, в спецификацию LRPT было включено исследование конструкции. Обозначенное в Приложении 1 , в нем показаны расчеты, которые приближают бюджет линии для наихудшего случая для фиксированного всенаправленного приема антенны, который составит 4,9 дБ, когда спутник находится на 13 ° над горизонтом, и улучшится до 8,6 дБ при углах места 30 ° или выше.

Данные изображения [ редактировать ]

Данные изображения AVHRR в своей необработанной форме состоят из трех изображений, каждое из которых состоит из шести строк в секунду, по 2048 пикселей в строке, с использованием 10 бит на пиксель. Это дает необработанные данные 368 640 бит / с; примерно в десять раз больше выделенной полосы пропускания. Следовательно, данные сжимаются с использованием расширенного сжатия DCT JPEG, адаптированного к фиксированной степени сжатия при непрерывной работе (без заголовка или концевого фрагмента), чтобы соответствовать размеру виртуального канала.

Перед сжатием данные имидж-сканера собираются в «полосы» изображения шириной 2048 пикселей и высотой 8 строк. Каждый пакет содержит три таких полосы изображения, по одной для каждого канала изображения. Для восстановления изображения 2048x2048 требуется 256 последовательных пакетов изображения AVHRR.

Текущий статус и будущее [ править ]

Хотя LRPT находится на европейском спутнике MetOp- A, запущенном 19 октября 2006 года, LRPT был навсегда отключен на этом транспортном средстве после создания помех для датчика инфракрасного излучения высокого разрешения (HIRS [1] ).

Начальные исследования относительно помех на MetOp-A HIRS были завершены, и был сделан вывод, что не существует сценария, при котором LRPT на MetOp-A может быть включен, не вызывая серьезных помех на HIRS. Из-за оперативной важности HIRS и отсутствия установленного сообщества пользователей LRPT ясно, что LRPT не будет снова включен в рабочем состоянии на MetOp-A.

-  Сообщение для NOAA от ЕВМЕТСАТ 5 февраля 2007 г. [2]

Из-за фундаментального характера этого вмешательства в отношении конструкции MetOp , планы по эксплуатации LRPT на Metop-B и Metop-C были отменены. [3]

NOAA-19 , запущенный 6 февраля 2009 года и все еще работающий по состоянию на март 2018 года, является последним спутником NOAA, на котором установлена ​​старая система аналоговой автоматической передачи изображений (APT), которая восходит к 1960-м годам. В какой-то момент NOAA указало, что перейдет на такую ​​систему, как LRPT, на будущих транспортных средствах, но после того, как в феврале 2010 года программа NPOESS была заменена на JPSS , NOAA решило исключить передачу данных с низкой скоростью (LRD) из JPSS . [4]

8 июля 2014 года Россия запустила метеорологический спутник МЕТЕОР-М № 2 (также известный как МЕТЕОР-М2) с LRPT на борту. Инструкции по получению изображений LRPT с этого спутника размещены в Интернете. [5]

4 июля 2019 года был запущен спутник МЕТЕОР-М N2-2. Он успешно проработал до декабря того же года, когда его ударил микрометеорит. Спутник остается частично работоспособным, однако повреждение вынудило операторов отключить нисходящий канал LRPT.

См. Также [ править ]

  • Передача изображения с высоким разрешением (HRPT)

Примечания и ссылки [ править ]

  • Спецификация проектирования элементов пользовательской станции Metop HRPT / LRPT, документ EPS.ASPI.DS.0675, в котором задокументированы проектные спецификации пользовательской станции HRPT и пользовательской станции LRPT. Чтобы загрузить это, Google: EPS.ASPI.DS.0675 сайт: eumetsat.int
  • Шотт, Том, Обзор программы полярных спутников NOAA, презентация в PowerPoint от 25 октября 2005 г. Перейдите на сайт https://archive.org , введите https://web.archive.org/web/20110520195359/http://www.ipo. noaa.gov/polarmax/2005/day01/1.5PolarMax2005-POESOverview-Schott.ppt и щелкните одну из дат, когда документ был заархивирован. На слайде 19 показано, что 2006 год будет годом, когда будет оцениваться экономическая эффективность LRPT.
  1. ^ http://www.eumetsat.int/website/home/Satellites/CurrentSatellites/Metop/MetopDesign/HIRS/index.html
  2. ^ Специальные бюллетени NOAA
  3. ^ [1] Служба пользователей ЕВМЕТСАТ, 18 июля 2008 г.
  4. ^ http: // s satelliteconferences.noaa.gov/2013/docs/Tuesday,%20April%209,%202013/2.5a_POES%20to%20JPSS%20Transition.ppt , см. слайды 6 и 9
  5. ^ http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-tutorial-receiving-meteor-m-n2-lrpt-weather-s satellite-images-rtl-sdr / , слайды 6 и 9

Внешние ссылки [ править ]

  • LRPT Meteor M N1, приемники и программное обеспечение LrptRx.exe, LrptProcessor.exe и DeJPEGger.exe (неработающая ссылка)
  • Ручной сканер спутников NOAA (Чехия)
  • LRPT Meteor M N2, программный декодер LRPToffLineDecoder_2014.08.19.0005.exe
  • Как получить Meteor-M N2 LRPT в VHF с помощью электронного ключа RTL-SDR…