Можно довольно легко получить изображение со спутника в режиме реального времени, но
"Зачем все это нужно?"
и "Как это сделать?"
Основное назначение получаемой таким образом информации - синоптические прогнозы, обучение технологиям дистанционного зондирования Земли, научная работа.
Основная тематика снимков:
-наглядное
изучение местоположения географических объектов и их характеристик;
-мониторинговые исследования режимов природно-климатических и ландшафтных
зон (сопоставление с имеющимися картографическими данными);
-наблюдения за состоянием крупных водных объектов, их гидро и теплодинамическими
режимами;
-наблюдения за состоянием крупных растительных массивов и ирригационных систем;
-метеорологический и климатический мониторинг;
-ледовый режим морей;
-наблюдения за пространственно-временным распределением снежного покрова;
-наблюдения за крупными чрезвычайными происшествиями и экологическими катастрофами
(наводнения, засухи, лесные пожары, загрязнения морских вод нефтепродуктами,
заморозки, ураганы, туманы, гололед, пыльные бури);
-наблюдения за геоморфологическими и погодообразующими характеристиками крупных
горных массивов.
В среднем за сутки можно выполнять 15 -20 сеансов. Время зоны видимости от 6 до 15 минут.
Объем информации, получаемой за один сеанс связи, т.е. пока спутник проходит через зону видимости станции, может составлять 3 - 20 МБ.
В Украине,
например, на спутниковых снимках можно наблюдать территорию от Пиренеев до
Уральских гор по долготе и от Северной Африки до Скандинавии по широте. Полученные
снимки могут быть как черно-белыми, так и цветными в картографической проекции
масштаба 1:10 000 000.
Принятая информация может быть использована в гидрометеорологических центрах (региональных, республиканских, областных), авиационных, железнодорожных, морских и автомобильных предприятиях, аэрофотосъемочных отрядах, рыболовецких организациях, учебных заведениях (школах и ВУЗах), научно-исследовательских организациях, экологических центрах.
(Вообще-то, метеоспутники делятся на две категории: низкоорбитальные - Low Earth Orbit (LEO - Polar APT) и геостационарные -Geostationary Earth Orbit (GEO -Geostationary WEFAX. Но сначала нужно освоить более простую аппаратуру, не так ли?)
Значит, цель такая: нужна аппаратура для приема изображений Земли, передаваемых с полярно - орбитальных спутников серии NOAA (NOAA-12, NOAA-14, NOAA-15, NOAA-17) в формате APT (Automatic Picture Transmission) в диапазоне 137-138 МГц.
NOAA-12 -
137,500 МГц
NOAA-14 - 137,620 МГц
NOAA-15 - 137,500 МГц
NOAA-17 - 137,620 МГц
137.850 (Meteor 3-2), 137.4 (Meteor 2-16), 137.3 (Meteor 2-17 and 2-18) - какой из них работает на данный момент, я не знаю, может, и ни один... давно их новых не запускали...
Приемник может быть весьма простым, но вот наладить его - задача трудная (для
многих). Все-таки частоты 137-138 МГц - сдвинул катушку на долю миллиметра
и получил уход частоты в несколько Мегагерц!
Дополнительная проблема в том, что у приемника должна быть соответствующая полоса пропускания (поясняю - это одна из важнейших характеристик приемников). Девиация (максимальное отклонение частоты сигнала от центральной) у сигнала со спутников примерно 18-20 кГц. Это примерно в 5 раз больше, чем у стандартных "связных" УКВ радиостанциий и примерно 1/3 девиации "вещательных" радиостанций. Если мы примем радиосигнал с помощью обычного "связного" приемника, то на изображении будут очень заметны шумы и искажения, и полученной информацией нальзя будет по-настоящему пользоваться. Если пробовать принимать "пение пттички" на обычный вещательный приемник, то сигнал будет довольно неустойчив и на изображении появятся сильные фоновые шумы. Можно попробовать найти приемник с нужной полосой пропускания (30-50 кГц), можно попробовать заменить в имеющемся связном приемнике фильтр ПЧ - но это уже работа для весьма умелых рук!
Антенна должна быть "всенаправленная", с "круговой поляризацией". Изготовить ее не так уж и сложно, в некоторых случаях для экспериментов будет достаточно и "штыря". Лучше, если на антенне будет установлен усилитель - так же, как это делают на обычных телевизионных антеннах при большом удалении от телецентра.
Предположим, вы все-таки услышали сигналы со спутника, что дальше? Разбирайтесь!
Формат APT - аналоговый. Информация передается посредством АМ/ЧМ модуляции излучения с шириной полосы около 40 КГц. В одном сеансе со спутников NOAA аппаратурой AVHRR передаются изображения только двух спектральных каналов из пяти: видимого VIS (в дневное время суток) или среднего инфракрасного (NOAA-14) и дальнего инфракрасного IR с уменьшенным пространственным (до 4 км) и радиометрическим (до 8 бит) разрешением в полосе обзора около 3000 км.
Изображения земной поверхности передаются непрерывно. Сигнал "Начало строки" передается так же, как и в обычном телевизионном сигнале - "синхроимпульсом". Если будет интересно - на страницах сайта NOAA есть подробной описание (заодно и проверите свои знания в области технического английского).
Сигнал несущей частоты 2400 Гц модулирован информационным видеосигналом. Дальше этот сигнал необходимо подать на вход звуковой карты и декодировать с помощью специальной программы, чтобы просмотреть изображение на экране монитора. Программы почти все "шароварные", но есть и бесплатная. Но об этом - в другом разделе.