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Forum: HF, Funk und Felder Wettersatellitenempfang bald digital im LRPT Format


Autor: Manni (Gast)
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Viele von uns haben einen VHF Receiver (z.B. R2FX) zum Empfang der APT 
Wetterdaten der polar umlaufenden NOAA Wettersatelliten. Das 
funktioniert auch prächtig mit einer einfachen zirkular polarisierten 
Kreuzdipol Antenne (oder quadrifilar helix). Und das Ganze an die 
Soundkarte am PC angeschlossen und mit z.B. dem Programm WXtoImg von 
David Taylor sind die Wetterbilder sofort auf dem Bildschirm verfügbar. 
Siehe zum Beispiel http://www.dl9msr.de/noaa/noaa.php

Das Problem ist nur, dass bald „Schluss mit Lustig“ ist, denn NOAA und 
auch die neuen europäischen polaren Wettersatelliten (Metop) werden in 
der nächsten Zeit auf das digitale LRPT Übertragungsverfahren umgestellt 
(Low Resolution Picture Transmission), was ebenfalls im VHF Band auf 137 
MHz mit 72 kbps in QPSK und mit RS-coding übertragen werden soll 
(Bandbreite des Empfängers dann ca. 150 kHz, anstatt der 30 kHz bei 
APT). Und das Signal soll auch weiterhin mit einer nicht nachgeführten 
omni-direktionalen Antenne ab einem Elevationswinkel von 13 Grad 
empfangbar sein.

Zwar ist Metop A im Orbit, aber die LRPT Übertragung ist abgeschaltet, 
da es Interferences mit dem HIRS Instrument gab. Und der Start Metop-B 
ist für 2010 geplant, auf dem dann dieses Problem gelöst sein sollte.

Ich habe bisher nur teure kommerzielle Geräte von den üblichen High-End 
Firmen gesehen.

Und hier meine Frage(n):

- Kennt jemand Geräte, die auch mit einem schmaleren Geldbeutel 
erschwinglich sind?

- Ist es ein vergebliches Unterfangen, das RS-decoding und die 
Auswertung des übertragenen CCSDS Format in Software für den Realtime 
Empfang auf einem PC zu implementieren?

- Gibt es schon Entwicklungen / Anregungen in ähnlichen Foren?

Gruß
Manni

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Es gab 1997 einen UKW-Berichte-Artikel zum NOAA HRPT-Empfang:
http://www.vhfcomm.co.uk/noaahrpt.htm

Autor: Siggi (Gast)
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Die Karten auf http://www.dl9msr.de/noaa/noaa.php haben zum Teil einen 
Fehler: die Umrisse der Landmassen tauchen versetzt im Bild noch einmal 
auf.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Eine Meldung (Eumetsat) von 2006:
http://www.esa.int/esaLP/ESAWK1094UC_LPmetop_0.html
"On-board encryption of the LRPT and HRPT data prevents access by 
un-authorised users. The encryption keys are generated in the EPS Key 
Management Centre and distributed via secure terrestrial links to 
registered local mission users."

http://en.wikipedia.org/wiki/Low_Rate_Picture_Transmission

da ist auch ein Link zu den technischen Spezifikationen:
http://www.eumetsat.int/Home/Main/Publications/Tec...

Scheint also in Zukunft nicht mehr kostenlos empfangbar zu sein. Der 
Meteosat-Dienst auf Hotbird ist ja auch mit Kosten verbunden. Schade.

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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>>http://www.esa.int/esaLP/ESAWK1094UC_LPmetop_0.html
>> "On-board encryption ...

Das Zitat stammt aus dem Abschnitt 'Science data transmission'. Im 
Abschnitt 'MetOp local data delivery' steht nichts von Verschlüsselung. 
Außerdem wird betont, dass das Empfangen bei Schulen in Amerika beliebt 
sei ... Das scheint doch eher auf freie Empfangbarkeit hinzudeuten.

Die kommerziellen Geräte, die ich gefunden habe, sagen auch nichts von 
Verschlüsselung.
Manni, hast Du Preise von Geräten, die hatte ich nicht gesehen ?

>>- Ist es ein vergebliches Unterfangen, das RS-decoding und die
>>Auswertung des übertragenen CCSDS Format in Software für den Realtime
>>Empfang auf einem PC zu implementieren?

Nein, Reed Solomon geht von der Rechenlast her locker bei 72kbps. Der 
Viterbi decode ist anspruchsvoll, aber auch das sollte gehen, ein 
kommerzieller USB Empfänger benutzte für Viterbi allerdings hardware.

Die Auswertung ist aber wahrscheinlich anspruchsvoll, da wird doch so 
einiges interleaved und gescrambled.

Cheers
Detlef

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Der geostationäre Meteosat ist ja schon länger auf Digitalbetrieb 
umgestellt. Dort gibt es Empfangskonzepte mit zwei PCs:

http://mediasite.prag.webspace24.de/Versch__Fach-T...

...eine Registrierung bei der EUMETSAT erforderlich...
...ein Passwort gegen Zahlung von 60€...

Zusammenstellung einer Empfangsstation:...

- Ein Empfangs-PC, in den die PCI - Empfängerkarte nebst zugehöriger 
Treiber-, tqTELLICAST- und eToken-Software sowie die EKU installiert 
werden.

- Sollen zum Beispiel im Dauerbetrieb zeitgleich Daten empfangen und 
Bilddateien decodiert werden, so ist ein zusätzlicher Computer für die 
Bildbearbeitung erforderlich. Hier wird die Decodier - Software MSG Data 
Manager von David Taylor [3] oder alternativ Xrit2Pic von Rob Alblas [4] 
installiert sowie weitere Bildbearbeitungsprogramme. Beide Computer sind 
über ein Netzwerk miteinander zu verbinden.

Autor: Manni (Gast)
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@ Christoph
Der UKW Berichte Artikel hat schon einige Jahre auf dem Puckel. 
Ausserdem fehlen in diesem Artikel die dazugehörgen Bilder. Daher ist 
schwer nachzuvollziehen, wie das Gerät aufgebaut ist. Ausserdem beruht 
er auf dem fast schon "100 Jahre" alten HRPT Datenübetragungsverfahren 
im L-Band (auf ca. 1.7 GHz mit 665 kbps) von NOAA mit Split-Phase PSK, 
jedoch ohne jeglich ECC und Data-Compression. Ich glaube nicht, dass man 
da an der "richtigen Adresse" ist.

Die ESA und EUMETSAT Links kannte ich schon. Eines ist jedoch klar: Die 
LRPT Datenübetragung im VHF Band ist ohne Verschlüsselung. Wollte man 
ursprünglich auch verschlüssen, aber man hat dann in den internationalen 
Gremien doch nachgegeben, um auch den "Buschfunk" Empfängern weiterhin 
den realtime Empfang zu ermöglichen.

Ja: ich weiss, dass MSG über DVB empgangen werden kann (ist halt aus der 
Not geboren, weil das MSG interne Kommunikationssystem nach dem Start 
nie funktioniert hatte). Aber die 60€ will wohl keiner zahlen.

@Detlef _a
Nein: Preise habe ich noch nicht gesehen, aber allein schon die Namen 
der Firmen (Alcatel, Saab, VCS) schrecken mich ab, weil sie die 
Hoflieferanten von EUMETSAT und ESA sind.

Hab man gesurft und einiges zum Thema CCSD, RS-en-decoding und Viterbi 
gefunden. So wie ich das sehe, sollte die Software dekodierung kein 
allzu dickes Problem sein. Das Problem ist nur: man hat keine 
Original-Daten, mit dem das testen könnte. Und immer nur warten bis der 
Vogel mal gerade für 5 Minuten über mich fliegt, ist wohl nicht 
ausreichend um extensive Tests zu machen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich habe mal nachgeschaut, das war sogar in UKW-Berichte 4/95, erst 
später dann in der englischen Ausgabe. Da wird auch nur der Empfänger 
und ein Synchronisationsteil mit CMOS-Schieberegistern beschrieben. Die 
eigentliche Darstellung erfolgt mit dem noch früher veröffentlichten 
68000-"DSP"-Rechner.

Die Codierung wird kurz beschrieben, 10Bit-Worte, MSB zuerst, ein Frame 
hat 11090 Worte (110900 Bit) 6 Frames/sec, 665,4 kBit/s. Bilddaten: 
10240 Worte von Nr. 751 bis 10990.Je fünf aufeinanderfolgende Worte sind 
ein Pixel in fünf Spektralkanälen. Ingesamt 2048 Pixel. Es gibt 
charakteristische Sync-Folgen, am Framenfang 60 Bit, am Frame-Ende 1000 
Bit. Maximum-lenght-Schieberegister 10.Grades X10+X5+X2+X+1

Auch "Dr.Dish" Christian Maas hat in seinem Buch von 2001 eine 
ISA-Bus-Platine aus Italien vorgestellt, da gibts noch eine Webseite mit 
Software:
http://www.remdevice.com/noaa95/

Autor: Manni (Gast)
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Die Seite mit dem ital. receiver hatte ich schon mal gesehen.

Aber ich glaube du verwechselst da was. Was ich suche ist ein LRPT (mit 
L wie Low) receiver, der im VHF-Band bei 137 MHz empfängt. Was du 
ansprichst ist das HRPT Signal im L-Band bei 1.7 GHz, das jedoch nur mit 
einer nachgeführten Schüssel empfangen werden kann. Manche machens auch 
mit einer 32-Element Kreuz-Yagi (siehe http://www.wshp.de/main_sat.htm).

Und solche LRPT receiver gibt's eben nur bei den Apotheken-Firmen und 
liegt im Preis bei einigen 10T€, also nix für uns. Und die 
Dekodier-Software ist da noch lange nicht drin.

Dabei dürfte das doch gar nicht so schwer sein mit ein paar ausgesuchten 
Bauteilen so einen Receiver mit 72 kbps Rohdatenrate in QPSK mit 
RS-decoding zu bauen. Der RS-Code ist dabei entweder RS(255,223) oder 
RS(255,239), je nachdem ob die error correction capability 16 oder 8 
Symbole ist.

Näheres findet man in 
http://public.ccsds.org/publications/BlueBooks.aspx im Dokument: CCSDS 
131.0-B-1 in Kapitel 4.

Aber nochmals zurück zm Thema: Zuerst suche ich Ideen für den VHF QPSK 
Receiver mit einer Bandbreite von ca. 150 kHz.

Gruss Manni

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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>>Das Problem ist nur: man hat keine Original-Daten, mit dem das testen >>könnte. 
Und immer nur warten bis der Vogel mal gerade für 5 Minuten über >>mich fliegt, 
ist wohl nicht ausreichend um extensive Tests zu machen.

>>Aber nochmals zurück zm Thema: Zuerst suche ich Ideen für den VHF QPSK
>>Receiver mit einer Bandbreite von ca. 150 kHz.

Du kannst einen Überflug ja runtermischen und das Basisband 
mitschneiden. Das sollte allerdings bei 150kHz Bandbreite mit einer 
Soundkarte nicht zu machen sein. Gut geeignet für die Aufgabe wären 
diese schönen FPGA evalboards, denen man einen mittelschnellen ADC 
vorbauen würde.

So viele schöne Dinge, so wenig Zeit ....

Cheers
Detlef

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ich habe das schon verstanden, dass auch 137 MHz auf ein neueres 
digitales Format umgestellt wird. Die analogen Signale dort habe ich 
schon gehört (Turnstile-Antenne von Wimo, "Wetterfrosch"-Empfänger).

Sind derzeit überhaupt LRPT-Signale zu empfangen? Gibt es einen Zeitplan 
für die Umstellung? Bei Meteosat hat es auch länger gedauert als 
ursprünglich angekündigt.

Zu den HRPT-Projekten hatte ich nur gedacht, vielleicht sind die Leute 
von damals auch auf LRPT umgestiegen, aber da ist nirgends was zu sehen, 
obwohl die italienische Seite dieses Jahr zuletzt upgedated wurde.

Das CCSDS 131.0-B-1 als PDF gibts auch hier
http://public.ccsds.org/publications/archive/131x0b1.pdf

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