Navegando por el éter con SDR: Va - El sistema NOAA

NOAA es un sistema de información meteorológica que funciona en Estados Unidos, integrado por un segmento espacial de satélites geoestacionarios y polares, y un segmento terrestre de emisoras de radio.

LOS SATELITES NOAA


Los satélites del sistema NOAA son 17:
  • NOAA es propietaria de:
    • Cinco satélites geoestacionarios GOES (GOES-14, 15, 16, 17 y 18). Los satélites geoestacionarios que giran alrededor de la Tierra a la misma velocidad a la que esta gira por lo que están aparentemente fijos para un observador terrestre, y se encuentran a una altitud de 36.000 km sobre la línea del ecuador. Debido a la distancia a la que están se necesitan antenas de gran ganancia lo que implica un tamaño también grande.
    • Cinco satélites en órbita polar NOAA (NOAA 15, 18, 19, 20 y 21). Que se mueven  en órbitas polares a poco mas de 800 km de altituda diferencia de los geoestacionarios que lo hacen en orbitas ecuatoriales. Su menor altitud hace que señal se reciba  en la Tierra con mucha más intensidad. El hecho de la menor altura hace que para mantenerse en órbita (igualar la fuerza centrífuga y la gravedad) deban viajar a una velocidad tal que tarda aproximadamente 100' en realizar una órbita por lo que para un observador terrestre solamente esta visible en el cielo unos 15' y además en movimiento aunque por el niveld e la señal no hace falta un sistema de seguimiento de las antenas que quieren recibir su señal. NOAA barre una franja de unos 3.000 km de ancho en cada pasada y dado que hace 14 órbitas al dia cubre la totalidad de la superficie de la tierra y cada NOAA pasa diariamente a la misma hora aproximadamente por un determinado punto de la Tierra. De los cinco satélites hay tres activos (NOAA-15, NOAA-18 y NOAA-19) por lo que se disponen imágenes actualizadas cada 8h o lo que es lo mismo 3 veces al día. Desde el punto de vista de los aficionados a la radio son estos tres satélite los que tienen mayor interés pues se pueden recibir sus datos con facilidad y decodificar las imágenes de la atmósfera terrestre que retrasmiten. 
    • Observador del Clima de Espacio profundo (DSCOVR) que monitoriza el viento solar.
  • NOAA opera además los siguientes satélites:
    • Suomi NPP (NOAA/NASA)
    • Jason-3 (CNES owns)
    • Tres  satélites Defense Meteorological Satellite Program (DMSP)  (F-16, F-17, F-19)
    • EWS-G1 (Air Force owns, formerly GOES-13)

Mediante la app Heavens-above  o el pluggin de SDRAngel Satellite Tracker podemos consultar los pasos de los satélites sobre nuestra localización (azimut, elevación, AOS- Adquisition of Signal, LOS Loss of Signal, frecuencia), y por supuesto los NOAA


LOS SATELITES NOAA POLARES

 

En este caso hay escasos 15' de visión, pero hasta que no tiene algo de elevación la señal es muy débil
. Podrá observar el efecto doppler a su paso al modificarse su frecuencia

Los NOAA tardan 101 minutos en dar una órbita a la tierra pero como en ese tiempo la tierra ha girado realizan un barrido de la misma, la velocidad es de 7,5 km/s (27.000 km/h que se dice rápido) y está a unso 800 km de altura en lugar de los 36.000 de los geoestacionarios, por eso es mas sencillo que captemos su señal.

La frecuencia de transmisión de las imágenes NOAA15 es de 137,62 MHz y ya lleva 25 años trabajando.


SINTONIZAR Y DECODIFICAR LAS SEÑALES DE LOS NOAA

Con un SDR como RTL-SDR con amplificador LNR o sin él (analizar si compensa el ruido que introduce, pues estamos trabajando con señales muy débiles) y una antena de cuernos se pueden sintonizar y grabar las señales de los satélites NOAA a su paso, si dispone de una antena especifica como una TurnStile pues mejor

Hay dos formas de trabajar:

CAPTURAR Y DECODIFICAR (BATCH o POR LOTES)

Los pasos a seguir son:
    1. Ver la hora de paso para nuestra localización y la frecuencia de transmisión, yo he probado DSB
    2. Una vez sintonicemos al satélite en su paso debemos grabar su señal en formato .wav (ojo que 1' pueden suponer 500 MB) 
    3. Decodificar y procesar la señal con un  programa como WXtoIMG ("WXtoImg software development was abandoned in 2018. Version 2.10.11 was the last STABLE release of the software.") o mejor  noaa-apt 
Yo probé WXtoIMG para MAC pero dió error de versiones (la famosa obsolescencia programada de Apple) por lo que instalé el NOAA-APT para ello tuve que ejecutar los siguientes comandos desde el terminal
 
Aunque la etiqueta es el NOAA14, en este caso la recepción  es el NOAA15

 

Decodificador de la señal (.wav) de NOAA

Imagen decodificada y procesada ... por ahora va, ahora hay que conseguir un fichero más largo con mejor calidad, hay margen de mejora

CAPTURAR- DECODIFICAR (ON-LINE)

SDRAngel tiene dos pluging específicos para la recepción de los NOAA que permiten recibir y decofificar en tiempo real, todo en el mismo proceso:
    • APT Demodulator Pluggin que realiza todo el proceso de recepción, decodificación y dibujado del mapa
    • Satellite tracker que nos da la información sobre el satélite, que también se puede obtener de  Heavens-Above
Espectro de la señal del satélite NOAA captado por SDRAngel + RTL-SDRsuena un silbido que va cambiando de frecuencia por el efecto Doppler y una señal de tiempo

Datos de paso del satélite NOAA 15 mostrados por SDRAngel

Imagen captada por el paso del NOAA con APT demodulador de SDRAngel , muy deficiente al no usar una antena adecuada (direccional con seguimineto).


En cualquier caso necesitará las frecuencias de transmisión de los NOAA:
    • NOAA15 137,620 MHz
    • NOAA18 137,912 MHz
    • NOAA19 137,100 MHZ

Antenas onmidireccionales para satelites


Estaciones de radiodifusión

NOAA tiene además de los satélites una red de emisoras en Estados Unidos que emiten los partes meteorológicos locales (USA y Canada) y señales de emergencias locales o globales, 24x7, en la banda de 162 MHz mediante  siete canales de frecuencia modulada FM ( 162,400;  162,425; 162,450; 162,475;  162,500,  162,525 y 162,550 MHz).

Fuera de EEUU no pueden ser sintonizadas y tampoco tiene mayor utilidad. Cuando en un receptor leemos que sintoniza emisoras meteorológicas se refiere a estas emisoras.

Las radios de emergencia (con linterna, panel solar, baterías recargables, manivela de carga, etc) que encontramos por Internet incorporan la banda WB - Weather Alert Radio que es realmente la red de radiodifusión NOAA (Curioso gadget por 14 €)




Para leer mas sobre mapas meteorológicos

Referencias

Comentarios

Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

SDR - Software Defined Radio - IIIb: Receptores RSP o MSI (MSI3001: MSI2500 + MSI001)

Imagen
Los receptores SDR del tipo RSP (por la denominación de los modelos originales) o MSI  por el empleo de los circuitos integrados MSI2500 (procesador de señal) y MSI001 (sintonizador) son menos populares que los basados en los receptores RTL-SDR (RD828D/R860/R820T2 y RTL2832U) . Sin embargo presentan varias características que los hacen muy atractivos: Trabajan a partir de los  1-10 kHz de forma nativa, los RTL-SDR lo hacen a partir de los 300 - 500 kHz y además hasta los 20-30 MHz de forma directa (canal Q). En algunos modelos disponen de entradas diferenciadas de RF según la banda de frecuencia a sintonizar (1, 2, 3 ó 5) con conmutación interna automatica o externa manual. Disponen de un ancho de banda de IF de hasta 10 MHz (Los RTL-SDR hasta los 2,4 MHz) Digitaliza las señales con hasta 14b  (Los RTL-SDR hasta 12b) Por contra presentan dos inconvenientes: Menor software disponible (SDRuno / SDRConnect y SDRAngel) Mayor precio de los modelos originales  MSI (SDRPlay) en comparación c
Leer más

Antena exterior logarítmica UHF/VHF : Metronic 425010 - Ia Características

Imagen
  Caracteristicas teóricas Marca: Metronic  Modelo: 425010  Tipo: LPDA -  Array de Dipolos Logaritmicos Periódicos Numero de elementos: 32 MateriaL: acero Largo: 1.160 mm Elemento mas largo: 435 mm => 172,413 MHz Elemento más corto: 65 mm => 1.153 MHz Peso 0.8 kg Ancho de banda:  170-860 MHz 170-230 MHz 470-862 MHz  Ganancia  UHF 9/10dB VHF 8dB Disponible en mano a mano por 25 €  y en  Amazon por 25€ Especificaciones Descripción En las antenas LPDA hay un elemento activo y por delante del mismo todos lo están y por detrás del mismo hay uno o dos pero en menor medida. Como en todas las antenas logaritmo periódicas en el extremo de los radiadores mas cortos (punta) se une uno de los soportes con la malla del coaxial y el otro con el vivo, y en el extremo trasero se unen ambos soporte. Detalle del extremo de los radiadores. Se tratan de varillas de 4mm de acero tratado ¿? con la  arandela de resorte que se traba con una muesca del radiador y la arandela con una tuerca que se atornil
Leer más

ESP32 LoRa for dummys - Inicio

Imagen
Un ESP32 - LoRa no es un electrodoméstico que se enchufa y funciona, al contrario es un dispositivo que para que funcione se tiene que configurar y programar,  a través de ordenador y un software específico como un IDE (entorno integrado de desarrollo). Pero en elloe stá la gracia, pues resolviendo los problemas que se vayan planteando a lo largo de este proceso aprenderá de hardware, de software, de progrmación, ..., que es lo que en el fondo pretende esta guía, aprender de forma divertida.  1- ADQUIRIR EL HARDWARE     Lo primero que se necesita es comprar una placa de desarrollo ESP32-LoRa.      Una placa de desarrollo contienen además del microprocesador ESP32 diversos elementos que permiten que trabaje de forma autónoma, lo cual le evita muchos quebraderos de cabeza. Al procesador (ESP32) y a los de protocolos de comunicación que suele llevar la placa por defecto (USB-SERIE, BLUETOOTH y Wi-Fi) le añadimos LoRa) aunqee también hay la opción de incorporar la recepción de GPS, pero ¿Q
Leer más