Les Satellites

Réception et décodage des images météo

Le décodage des images satellites

Comment recevoir les images satellite "météo" ?

La technique et les liaisons radioamateurs via satellites sont passionnantes mais il est toujours délicat de savoir par quoi commencer quand il s'agit d'en expliquer le fonctionnement. J'ai donc décidé de démarrer avec ce qui me semble le plus abordable, c'est à dire, recevoir et décoder des images météo.
Recevoir des images satellites est aujourd'hui à la portée de tous, radioamateurs comme amateurs radio. Nous pouvons recevoir des images de qualité montrant l'évolution des nuages et des précipitations sur nos pays sans grandes difficultées.
Ces images sont envoyées par des satellites placées en orbite géostationnaire comme METEOSAT, mais aussi une série de satellites en orbite polaire basse, les NOAA, opérant à des altitudes inférieures à 1000 km et qui diffusent en continu des images météo. Il y a également les satellites METEOR qui sont intéressants à suivre.


Les satellites géostationnaires

Leur période de révolution est égale à la période de rotation de la Terre (soit pratiquement 24h00). Si on les ragarde, leur position est toujours là même par rapport à un repère pris sur Terre.

Carractéristiques
– Altitude : 36 000 km en moyenne
– Le satellite acquiert des données en permanence sur la même zone du globe .
– Leurs images sont utilisées pour effectuer des animations.

 

Les satellites défilants héliosynchrones

Ce sont eux qui nous intéressent le plus pour cet article. On les appelle aussi des satellites à défilement, ou à orbite polaire. Leur axe de rotation est perpendiculaire à l’axe Terre-Soleil. Ce sont les NOAA (Américain) ou encore les METEOR (Russes).

Carractéristiques
– Altitude : 1000 km en moyenne. Ils couvrent une bande de 2 900 km de large.
– ils survolent une même zone 2 fois par jour. Dans la pratique cela signifie que nous pouvons récupérer leurs images 2 fois par jour.
- ils acquierent des données en permanence sur les zones du globe qu'ils survolent. Ils les retransmettent dans le même temps.

 

images_orbite_satellites

Les 2 types  d'orbites

 

Mais comment ça fonctionne un satellite météo ?

Il est équipé par un système électromécanique appelé radiomètre à balayage.
Ce système comporte plusieurs lentilles , capteurs de lumière et miroirs contrôlés par des moteurs. Il balaie la surface de la Terre , ligne par ligne, au fur et à mesure de son déplacement, les lignes s’accumulent jusqu’à former une image complète. La transmission de ces images est automatique et continue, c'est pourquoi nous parlons d'imagerie APT (Automatic Picture Transmission). C'est le mode de transmission FAX par stellite le plus vieux et le plus simple. Il permet une réception automatique non programmée des images qui se déclanche grâce à des tonalités de mise en marche et d'arrêt particulières que va reconnaître votre logiciel de décodage.


Quel matériel ?

Le récepteur satellite doit être équipé de filtres appropriés afin d'obtenir une bande passante de 30 à 50 kHz. Pour être clair, cela veut dire que l'on peut recevoir des images avec nos tranceivers traditionnels mais leur bandes passante en réception étant inférieure à la largeur de bande passante requise, les images ne seront pas parfaites.
On arrive tout de même à de bons résultats si le signal reçu est fort. ce matériel conviendra parfaitement pour prendre en main le logiciel WXtoIMG (téléchargeable depuis la page "Logiciels" de ce site) afin de décoder vos premières images.

Cependant si vous désirez faire de très belles images, il est conseillé d'investir dans un petit SDR du Style "SDRPLAY" ou encore une clé USB de type RTL ou encore dans un récepteur satellite autonome (super matériel mais ne réceptionne que les fréquences satellite et est plus cher qu'une "clé USB RTL" ou un "SDRPLAY").

Votre récepteur doit être également capable de modifier constamment la fréquence à cause de l'effet "Doppler" (décalage latérale de l’image).  Pour cela , un circuit AFC (Compensation Automatique de Fréquence) est préconisé. La différence de fréquence peut être de plus 7 kHz entre le début et la fin du passage du satellite. Avec un  tranceivers, la plupart du temps, vous serez obligés de faire suivre la fréquence à la main.

L’antenne à privilégier doit être du type omnidirectionnelle, avec un diagramme de rayonnement sans trou du genre "Turnstile 137 mhz". L'antenne QFH est un grand Classique pour ce type de réception. Si vous désirez un système d'aériens plus performants, il vous fandra passer par des groupemments d'antennes directionnels à polarisation horizontale ou circulaire. Vous aurez alors besoin d'un rotor site et azimut pour réaliser le suivis des satellites. C'est certainement la meilleure solution mais aussi la plus chère et pas forcément indispensable tant qu'il s'agit de réceptionner les images des NOAA ou METEOR.

Un ordinateur avec un logiciel de décodage comme WXtoIMG, relié à votre tranceiver par un calble minijack/minijack (sortie HP du tranceiver > Entrée micro de l'ordinateur) ou par une interface USB ou directement par un câble USB (si le tranceiver est équipé) ou alors relier directement au récepteur SDR via un port USB.

image_cablage tranceiver pc pour reception satellite

Liaison ordinateur HP du tranceiver

 

Les passages des satellites défilants sont prédits avec une grande précision à partir des éléments dits Képlériens (où éléments orbitaux) qui caractérisent leur orbite. Ses éléments doivent être mis à jour régulièrement dans votre logiciel de suivis satellite préféré. Je vous propose d'utiliser le logiciel Orbitron par exemple. Simple et gratuit il conviendra parfaitement tant que vous ferez bien la mise à jour des TLE (éléments orbitaux).

Voici un exemple peu couteux de station pour démarrer en réceptions d'images météo.
- Votre ordinateur
- Votre tranceiver + un simple câble jack/jack pour relier la sortie HP de votre tranceiver à l'entrée micro de votre PC.
- Une antenne QFH fabriquée par l'OM
- Télécharger gratuitement les logiciels Orbitron (suivis satellite) et WXtoIMG (décodage satellites).

Voici quelques exemples de branchements plus performants et protecteurs pour le tranceiver que via un câble son minijack/minijack

Sample image

Branchement du matériel

 

Tout ceux qui travailleront avec un tranceiver SDR devront passer par ce que l'on appelle des câbles "virtuels". Ce sont des drivers USB spécifiques émulant les câbles que vous placez en général entre le tranceiver et le pc, puisque dans ce cas, le récepteur comme le logiciel de décodage sont sur l'ordinateur).

 


Voici le type d'image que vous pourrez décoder

 

image envoyée par le satellite NOAA 18 le 18-01-2018

le 18/01/2018 NOAA 18

Tous les logiciels cités sur cette page sont téléchargeables gratuitement via ce Site Web. Soit en cliquant sur le modules "Télécharger" se trouvant sur la droite de cette page, soit avec plus de détails concernant leur téléchargement, en vous rendant sur la page "Logiciels".

 

Les Fréquences satellites

Noaa 18 sur 137,9125 MHz

NOAA 19 sur 137.100 MHz

NOAA 15 sur 137.620 MHz

meteor M1 137,100 MHz

meteor m2 137,900 MHz

 

RECEPTION DE NOAA 19 AVEC UNE CLE RTL-SDR + WXTOIMG AVEC AUTO-DOPPLER

Vous savez l'essentiel pour recevoir des images satellites.

Décodez bien...

logos F4HTZ Passion Radio

image_télécharger orbitronLogiciel Orbitron

Fréquences Satellites
 Satellites
  Fréq. en MHz
NOAA 18   137,9125
NOAA 19   137.100
NOAA 15   137.620
meteor M1   137,100
meteor M2   137,900

wxtoimgWXTOIMG

Sample image Antenne-QFH

Sample image Quad-8 éléments