WXSat- Een programma om weersatellieten APT beelden op een PC te decoderen. --------------------------------------------------------------------------- Vertaling door H.W.Dankmeijer (PE1ECN) (September 1999) I. Overzicht ------------ WXSat decodeert beelden die zijn gecodeerd op een audio subdraaggolf en af- komstig zijn van omlopende of geostationnaire weersatellieten (AM) of van kortegolf uitzendingen (FM). De audio bron kan een geluidskaart zijn of een wave bestand. De resulteren- de zwart/wit of kleuren bitmapbestanden kunnen worden opgeslagen en verder worden behandeld, of afgedrukt door andere standaard programmas. Wave bestanden moeten bemonsterd zijn met een frequentie van 11.025 kHz, enkel kanaal met 8 bit oplossing. Het programma heeft een PC nodig met een 80386 CPU of beter, tenminste 4 MByte RAM, Windows 3.1 of 95 en een geluidskaart (11.025 kHz, mono, 8 bits, een grafische kaart met tenminste 8 bits oplossing per pixel (256 kleuren) en driver software die apparaat onafhankelijke bitmaps ondersteunt. Voor directe opname is een 80486 processor met een klok frequentie van 40 MHz nodig (beter 66 MHz). II 11 kHz bemonstering (sampling)? ---------------------------------- In het AM APT (automatic picture transmission) formaat, is de beeld infor- matie opgenomen in de amplitude modulatie van een 2400 Hz subcarrier. De hoogste (theoretische) modulatie frequentie zal een bandbreedte gene- reren van 0Hz ...4800 Hz. Om aan de Nyquist criteria te voldoen [1] is een bemonstering frequentie van 9600 voldoende, vooropgesteld dat een ideaal laagdoorlaat filter met een grensfrequentie van 4800 Hz, voor de A/D con- verter is aangebracht. Voor dit principe is geen hogere bemonstering fre- quentie en geen koppeling van de bemonstering frequentie aan de subdraag- golf frequentie nodig. Daarom kunnen beschikbare A/D apparaten, zoals geluidskaarten met een vaste bemonstering frequentie, worden gebruikt. Door de grote hoeveelheid gege- vens moet de laagste frequentie die voldoet aan de Nyquist criteria, 11.025 kHz zijn. Het ingangssignaal moet echter vrij zijn van spectrale delen bo- ven 5 kHz. [1] Nyquist, H., Certain Topics in Telegraph Transmission Theory, Trans. AIEE 47, 1928, 617-644. De principes van de Nyquist theorie kunnen worden gevonden in de werken van Lagrange (1736-1813). Het nut voor signaal ver- werking werd voor het eerst erkend door C.E. Shannon. III Ontvangers en Antennes voor Weersatellieten ----------------------------------------------- De polaire omlopende satellieten (NOAA, Meteor) zenden hun APT beelden in de 137 MHz band [1], terwijl de geostationnaire (Meteosat, GOES) satellie- ten gevonden kunnen worden op 1.7 GHz. In het algemeen wordt een converter voor de microgolf frequentie gebruikt met een uitgang op 137 MHz. Op die manier kan e e n ontvanger worden gebruikt voor beide satellietsystemen. Apparatuur wordt door verschillende firmas in de handel verkocht, maar kan ook zelf worden gemaakt [2-6]. De frequenties zijn: Lage baan satellieten (meestal rechtsomlopend circulair gepolariseerd).: NOAA: 137.500, 137.620 MHz (meestal 2 satellieten in werking) Meteor: 137.850 MHz (vroeger ook 137.300 MHz) Sich: 137.400 MHz Okean: 137.400 MHz Geostationnaire systemen: 1691 MHz, 1694 MHz, lineair gepolariseerd De HF draaggolf is frequentie gemoduleerd met een zwaai van +/- 17 kHz (NOAA). De Meteor satellieten zenden met eenzelfde zwaai, de Sich en Okean satellieten hebben minder FM zwaai. Een turnstile (137 MHz kruisdipool voor rechtsomlopende polarisatie (rhc) met een reflector) recht naar boven gericht, is een effectieve antenne voor de polair omlopende satellieten [7,8]. Een betere setup gebruikt een hoge versterking rhc antenne en een azimuth/elevatie rotorsysteem. Voor de geostationnaire satellieten een Yagi-Uda antenne met 30 elementen [9] of een paraboolschotel kan worden gebruikt. Om interferenties te vermijden moeten de ontvanger en speciaal de antenne, zover mogelijk van de computer verwijderd zijn. Verder moet de computer voldoende zijn afgeschermd. [1] Schneider,J.R. Guide for Designing RF Ground Stations for Tiros-N, NOAA Technical Report NESS 75, Washington, DC, 1976. [2] DF2FQ, VHF-FM-Empfaenger fuer Satellitenempfang, cq-DL 1.1994, 17-21. [3] Borchert,G., Der Wetterfrosch- ein 137 MHz Satellitenempfaenger, Funk- amateur 2/1995, 153-156 unf Funkamateur 3/1995, 274. [4] Althaus,M., Kompakter FM Empfaenger fuer Wettersatelliten, UKW-Berichte 1/1990, 19-26. [5] Althaus,M., Meteosat Konverter in Kompaktbauweise, UKW Berichte 1/1990 12-18. [6] Vidmar,M., Ein sehr rauscharmer Antennenverstaerker fuer das L-Band, UKW Berichte 3/1991. 163-169. [7] Taggert,R.E., The New Weather Satellite Handbook, Wayne Green Inc., Peterborough, N. H. [8] Bittan,T., Antennen fuer den Empfang der umlaufenden Wettersatelliten im 137 MHz Band, UKW Berichte 2/1982, 95-99. [9] Schaumburg,A., Empfang von Meteosat mit Yagis, UKW Berichte 3/1987, 177-180; enige correcties in: Schaumberg,A., UKW Berichte 1/1988, 60-61. IV Signaal Formaat ------------------- 1. Algemeen Facsimile beelden kunnen met verschillende technieken worden verzonden. Voor analoge uitzendingen wordt gewoonlijk FM modulatie gebruikt op de HF banden en amplitude modulatie voor de satellieten. HF FM heeft een zeer kleine zwaai (meestal 800 Hz) en kan dus met een gewone SSB ontvanger wor- den gedemoduleerd. Satellieten gebruiken een AM gemoduleerde subdraaggolf. Het resulterende signaal wordt dan FM gemoduleerd uitgezonden op VHF of in de L-band. Alle analoge beelden worden lijn voor lijn uitgezonden. Na horizontale synchronisatie van de facsimile ontvanger (meestal is er een zwart/wit synchronisatie signaal aan het begin van het beeld) is verder geen lijn- synchronisatie nodig, de fax ontvanger is dan afhankelijk van zijn eigen lijn klok. 2. Weer Satelliet Uitzendingen ------------------------------ AM APT (automatic picture transmission) signalen hebben een subdraaggolf (meestal 2400 Hz) die is AM gemoduleerd met de beeldinformatie. Grote amplituden (luide subcarrier) komen overeen met de heldere delen van het beeld, kleine amplituden (zachter geluid) met de donkere delen. De meeste satellieten moduleren niet beneden een resulterende subcarrier van 5%, op die manier is PLL koppeling aan de subcarrier mogelijk. Dit is niet alleen goed voor op tape opgenomen signalen, maar ook voor compensatie van de Doppler shift en niet juiste oscillatorfrequenties van de geluidskaart, resulterende in foutieve bemonstering frequenties. Beelden van de polair omlopende satellieten hebben geen begin, want de sa- tellieten zenden meer of minder continu. Het begin van een lijn wordt aangegeven door een korte toontrein, die op de subcarrier is gemoduleerd. Geostationnaire satellieten hebben een vast begin van het beeld. De uit- zending begint met een starttoon, gemoduleerd op de subcarrier (300 Hz of 675 Hz) gevolgd door een fasesignaal van zwart en wit, om het begin van een lijn vast te leggen. Door dit fasesignaal en omdat facsimile apparaten vrijlopend zijn, is een toontrein niet nodig gedurende de uitzending van het beeld (hoewel sommige satellieten die wel zenden). Na een compleet beeld stopt de uitzending met een stoptoon (450 Hz modulatie). 3. Het NOAA APT formaat ----------------------- De NOAA satellieten hebben twee halve lijnen met verschillende beeldinhoud. (kanalen A en B), ieder heeft zijn eigen synchronisatie treinen (7 pulsen van 1040 HZ voor kanaal A, 7 pulsen van 832 Hz voor kanaal B). De twee halve lijnen zenden beelden van verschillende spectrale bereiken. De lijn- frequentie is 120 RPM (120 omwentelingen(lijnen) per minuut, lijnperiode 1/2 sec. dus twee halve lijnen van ieder 1/4 sec.) NOAA satellieten hebben, naast andere instrumenten, 5 radiometers (AVHRR- Advanced Very High Resolution Radiometer) aan boord. De complete oplossing van die "cameras" wordt gezonden in het digitale HRPT formaat (High Reso- lution Picture Transmission) op 1,7 GHz. [1]. Voor de analoge APT mode op 137 MHz, zijn twee van de 5 kanalen gekozen, verminderd in oplossing en gemultiplexed in tijd gezonden in de kanalen A en B. De spectrale kanalen van de radiometer zijn: Kanaal 1: 0,58 - 0,68 um (zichtbare licht) Kanaal 2: 0,725 - 1,1 um (rode einde van zichtbare licht en bij infrarood) Kanaal 3: 3,55 - 3,93 um (midden infrarood) Kanaal 4: 10,3 - 11,3 um (uiterst infrarood) Kanaal 5: 11,5 - 12,5 um (uiterst infrarood) (De juiste spectrale karakteristieken worden beschreven in de NOAA Orbiter Data User Guide [2]) Kanalen 1 en 2 zijn gevoelig op de top van de kurve van het zwarte lichaam van de zon (5780K) en laat dus het gereflecteerde zonlicht door de aarde zien. Zij zijn geschikt voor het observeren van wolken, land/water grenzen, terrein eigenschappen en ijs. Kanalen 4 en 5 meten de zwarte lichaam straling van de aarde zelf (255K). Die kanalen zijn geschikt voor het be- palen van temperaturen en observeren van wolken, speciaal in de nacht. Kanaal 3 is in het spectrale "gat" tussen gereflecteerde zonnestraling en de straling van de aarde zelf. Dat kanaal is gevoelig voor extreme hitte bronnen zoals branden. De kanalen 2 (VIS) en 4 (VIS) worden weergegeven in halve lijnen A en B gedurende de dag passages en kanalen 3 (mIR) en 4 (IR) gedurende de nacht passages [3]. Na de synchronisatie trein voor kanaal A (1040Hz) volgt een 11,3 msec. lange marker, die de straling in de vrije ruimte vertegenwoordigt voor het gekozen spectrale gebied. Aangezien IR beelden op een negatieve wijze wor- den gezonden (helder=koud=minder straling), zal deze marker helder zijn voor de IR kanalen en donker voor de zichbare kanalen (1 en 2). De kolom die op deze manier wordt gegenereerd is onderbroken door minuten markerin- gen (2 zwarte en twee witte markers). Aan de andere kant van het beeld wordt een kolom gemaakt van velden met een hoogte van ieder 8 lijnen. Die velden vertegenwoordigen de telemetrie gegevens die de volgende bete- kenis hebben: Veld 1: Modulatie index 10,6 % Veld 2: Modulatie index 21,5 % Veld 3: Modulatie index 32,4 % Veld 4: Modulatie index 43,3 % Veld 5: Modulatie index 54,2 % Veld 6: Modulatie index 65,2 % Veld 7: Modulatie index 78,0 % Veld 9: Modulatie index 87,0 % (grootste amplitude) Veld 10: Temperatuur van zwarte lichaam behuizing, sensor 1 Veld 11: Sensor 2 Veld 12: Sensor 3 Veld 13: Sensor 4 Veld 14: Plek temperatuur Veld 15: Terug aftasting Veld 16: Kanaal identificatie wig De inhoud van veld 16 geeft het kanaalnummer aan voor die halve lijn, referenties zijn de velden 1 tot 5. Met eenvoudige grafische methoden is het mogelijk het IR beeld te cali- breren met de telemetrie gegevens. Dan kan dus de oppervlakte temperatuur van de aarde worden bepaald. De exacte methode wordt beschreven in de Data Extraction and Calibration Manual [4]. Voorzichtig: met het programma WXSat mogen alleen zwart/wit beelden worden gebruikt, het ingebouwde kleurenpalet zal fouten geven met deze procedure. 4 De Andere Polaire Satellieten ------------------------------- De Meteor satellieten zenden een trein van 250 Hz per lijn. Het aantal lijnen is 120 lpm (lijn periode 1/2 sec). Sich en Okean satellieten kunnen verschillende spectrale kanalen, gemul- tiplexed in de tijd zenden in e e n lijn van 1/4 sec (240lpm). [1] Contruction information: Vidar,M., Ein NOAA HRPT Empfaenger, UKW Berichte 4/1995, 192-215. [2] NOAA Polar Orbiter Data Users Guide, NOAA; in the Internet at NOAA publications and technical Reports: http://psbsgi1.nesdis.noaa.gov: 8080/EBB/ml/nic10.html [3] Up to date informations about the selected spectral channels are available via Internet at the NOAA Satellite Navigation Polar TBUS Messages: http://psbsgi1.nesdis.noaa.gov:8080/EBB/ml/nicexp.html [4] Planet, W.G. (Editor), Data Extraction and Calibration of Tiros- N/NOAA. Radiometers, NOAA Technical Memorandum NESS 107- Rev. 1, Washington, DC, 1979 (Revised 1988), chapter 5.5 V Module, Lijnbreedte, Aspect Verhouding en Aantal Pixels --------------------------------------------------------- In een gewone faxmaschine is de module (M, IOC= index of cooperation) de verhouding tussen de diameter van de drum (d) en de afstand tussen twee lijnen (A): M = d/A Fax uitzendingen gebruiken meestal IOC's van 264, 288 of 576. De breedte van het beeld is gelijk aan de omtrek van de drum b = d * Pi. Dus is het quotient A/d de verhouding tussen de lijn afstand en de lengte van de lijn (breedte). Onder voorwaarde dat de pixels vierkant zijn, (dezelfde hoogte als breedte) moet de breedte van een pixel (bpx) gelijk zijn aan de lijnafstand (A). Dus is het quotient b/bpx gelijk aan het aantal pixels per lijn (nx). nx = b/bpx Americaanse recorders gebruiken dikwijls de aftastbreedte ("maat"=b) en de aftast dichtheid (= 1/(pixelhoogte)= 1/hpx). De berekening is gelijk aan die hierboven: M = maat*dichtheid/Pi Vierkante pixels geven (hpx = bpx, dichtheid geldt voor x en y richting): nx = maat*dichtheid Wanneer alleen de waarden aspect verhouding, zendtijd en aftastfrequentie (lijnen/minuut) gegeven zijn, kan het aantal lijnen van het complete beeld worden berekend door (aftastfrequentie)*(zendtijd). Dit resultaat, gedeeld door de aspect verhouding geeft het aantal pixels (vierkant) per lijn. 2. Keuze van IOC voor beeld verwerking -------------------------------------- De IOC voor beelden verwerkt door WXSat geeft de volgende formule: M= (nx*yrek)/lengte1*Pi) Lengte1 is dat deel van de lijn van het ingangssignaal die wordt beoordeeld. Uitrekken van de x-as (*2) of samenpersen van de y-as (*1/2), wanneer het beeld wordt bekeken ("Zoom-x*2" of "...y/2"), verdubbelt de IOC voor die presentatie. 3. IOC van het NOAA APT formaat ------------------------------- De NOAA satelliet zendt de A/D omgezette informatie van de volgende gege- vens: 39 gegevens woorden (pixels) van sync A (1040 Hz) + 47 spatie gegevens/minuten markeringen +909 video informatie van kanaal A + 45 telemetrie gegevens + 39 sync B (832 Hz) + 47 spatie gegevens/minuten markeringen +909 video informatie van kanaal B + 45 telemetrie gegevens ----- 2080 pixels per complete lijn (1/2 sec.) In een halve lijn worden de overeenkomstige amplituden van de gegevens woorden serieel gemoduleerd op de subdraaggolf. Voor de modulator is een 3-polig Butterworth-Thomson laag doorlaat filter nodig, met de grensfre- quentie van 2,4 kHz. Weer aangenomen dat de pixels vierkant zijn, is de IOC 662. Ondanks dat kunnen NOAA signalen worden gedemoduleerd en verwerkt met een IOC van 331 (1040 pixels op een complete lijn , dus lengte1=1), maar zal het beeld in x-richting uitgerekt zijn (zie "XI. Bekijken, Analy- seren en Opslaan van het beeld") De vaak gepropageerde lijnbreedte van 1200 pixels (1 pixel per subcarrier periode) heeft niet alleen geen overeenkomst met de satelliet, maar ge- bruikt ongeveer 15% meer geheugen en genereert een onnodig vervormd beeld. VI Baan Berekening ------------------ Geostationnaire satellieten (Meteosat, Goes) hebben een "vaste" positie in de ruimte. De polair omlopende satellieten kunnen alleen worden ontvangen als zij boven de horizon komen. De momentele positie kan worden berekend met de Kepler elementen die worden gepubliceerd in radio amateur tijdschriften of op Internet. Software voor het berekenen kan worden verkregen van AMSAT-DL [1], AMSAT-NA [2], AATiS [3], of als software of freeware van het Internet. Voor Uw eigen programmeer pogingen kan het boek van A.Bohrman [4] worden aanbevolen. Dat en identieke boeken zijn beschikbaar van wetenschappelijke universiteits bibliotheken. De NOAA banen zijn bijna polaire banen; de deviatie van een exacte polaire baan is gekozen, zodat het baanvlak 360 graden per jaar verloopt. De sa- telliet zal dus iedere dag op ongeveer dezelfde tijd overkomen. Zo'n baan wordt zon-synchroon genoemd [5]. Wanneer geen baan berekening software beschikbaar is, kan een stuk papier en potlood voldoende exacte voorspellingen opleveren [6]. [1] AMSAT-DL e.V., Warenvertrieb, R. Richter, Lohfeldweg 40, D-30459 Hannover [2] AMSAT-NA, Downloadable software, http://www.amsat.org/amsat/ftpsoft. html [3] Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule, Software- vertrieb, U. Wengel, Behringstr. 11, D-31535, Neustadt a. Rbge. [4] Borhmann, A., Bahnen kuenstlicher Satelliten, BI Mannheim, Hochschul- taschenbuecher 1963 [5] Davidoff, M. R., The Satellite Experimenter's Handbook, ARRL, Newington, CT, 1985 [6] Lentz, R., Diagramm fuer die Hoerbarkeitszeiten der umlaufenden Wetter- satelliten, UKW-Berichte 2/1981, 125. VII. Berekenings Capaciteit en Uitvoering ------------------------------------------ Voor het verwerken van het signaal heeft WXSat een coprocessor nodig. (x87, DX). Wanneer het programma stopt gedurende een directe of automatische opname, en de melding "The new sound data were ready before..." verschijnt, is de capaciteit van de CPU onvoldoende om alle noodzakelijke taken uit te voeren in actuele tijd. Om de belasting van de CPU te verminderen, kunnen enige decodeer functies worden uitgeschakeld: - automatische opname (bijv. filters voor start en stop tonen van de sub- carrier, algemene controle) - gelijktijdige output van een wave bestand. - genereren van ijkgegevens - lock, synchroon demodulatie - twee kanaal verwerking, kleur - lijn lengte te groot (pixels per lijn) - automatische scroll (ingesteld in het parameter bestand) Wanneer er nog steeds moeilijkheden zijn met de directe opname, is er al- leen nog de optie van een vooropgeslagen wavebestand. Zwart/wit directe opname moet mogelijk zijn met een 486DX33, in kleur met een 486DX40. Automatische opname heeft een nog hogere klokfrequentie nodig. Verwerking in real time is altijd gevoelig voor andere programmas die te- gelijkertijd lopen en computertijd gebruiken. Dit geldt ook voor achter- grond programmas, het verschuiven van vensters en het starten van "onver- wachte" screensavers. Wanneer de grafische kaart of zijn driver software te langzaam is, moet automatisch scrollen worden uitgeschakeld (parameter bestand). Verder kan de grootte van het scherm worden verkleind om rekencapaciteit te vermin- deren. VIII. Opname en Decoderen van een Beeld --------------------------------------- 1. Noodzakelijke paden en bestanden De bestanden WXSAT.EXE en WXSAT.DAT moeten worden opgeslagen in de direc- tory"c:\wxsat" (of een andere partitie/directory). De twee sudbirectories "c:\wxsat\bmp en c:\wxsat\wav" moeten worden gemaakt voor respectievelijk bitmap beelden en wave bestanden. Wanneer voor de installatie het zelf- uitpakkend bestand INSTnnnx.EXE was gebruikt, moeten de twee subdirectories al aanwezig zijn. 2. Audio Aansluitingen en Niveau Controle -------------------------------------- De ontvanger uitgang moet verbonden zijn met het linker kanaal van de "Line Input" (of "Microphone", wanneer geen Line Input beschikbaar is of de versterking te gering). Wanneer er een DC component in de ontvanger uitgang aanwezig is, moet een koppelcondensator worden gebruikt. Mogelijke signaal componenten boven 5kHz kunnen worden onderdrukt met een RC laag- doorlaatfilter, wanneer dit al niet in de ontvanger is gedaan. Het signaal zelf is echter al gefilterd door een banddoorlaatfilter, dus zal het laag- doorlaatfilter alleen helpen tegen ruis of vervorming. Het opname niveau kan worden gecontroleerd met de software van de geluids- kaart met een grafische display, die de opgenomen golfvormen toont, of in WXSat mode "Recording-Test". De hardste signaal pieken (dus grootste ampli- tuden) moeten gemakkelijk de twee grijze lijnen bereiken, maar moeten niet worden afgesneden bij de bovenste en onderste grens. De niveau controle moet worden ingesteld met de geluidskaart software of met het computersys- teem ("Audio Mixer", "Audio Control", "Gain Control" enz.). De AVC scha- kelaar (automatische volume regelaar) moet uitgeschakeld zijn in alle ge- vallen!). Ongebruikte kanalen (microfoon, CD, enz.) moeten op nul gezet zijn. Aangezien ieder monster opgeslagen zal worden met een oplossing van 8 bits, moet het beschikbare dynamische bereik voldoende gebruikt worden zonder de grote amplituden af te snijden. Controleren van opgeslagen gegevens kan worden gedaan met een geluidsprogramma dat de golfvormen grafisch toont. Het niveau van zo'n wave bestand moet ongeveer gelijk zijn aan de amplitude van het meegeleverde voorbeeld wave bestand. 3. De Eerste Parameter Instelling --------------------------------- Met "File-Parameters" of "Recording-Parameters" wordt een venster met alle nodige parameter instellingen geopend. Voor een eerste decodering kan e e n van de standaard instellingen (NOAA- Meteor of Meteosat), beschikbaar via de toetsen aan de linker bovenzijde, worden gebruikt. Dat zal alle parame- ters voor het scherm overeenkomstig instellen. Voor een later bekijken van het ingangs niveau kan ook het vakje "GenCalib- Val" (=genereer calibratie informatie) worden aangekruist. Dit maakt het decoderen wat langzamer, maar geeft waardevolle informatie voor aanpassin- gen. 4. Opname- en DecodeerModes -------------------------- 4.1 Decoderen van Wave bestanden. De eenvoudigste manier voor beeld deco- dering is verwerken van een reeds opgenomen wave bestand, die was gemaakt met de geluidskaart of het computersysteem. Dat programma moet zeer simpel zijn, zonder uitgebreide grafische faciliteiten, zodat zijn venster snel kan worden ververst, anders ontstaan onderbrekingen in de audio wat leidt tot vervorming van het beeld. De instellingen zijn mono, 8bits oplossing, en een bemonstering van 11,025 kHz. Het resulterende wave bestand zal dan off-line door WXSat worden verwerkt. De keuze van het wave bestand wordt gedaan in "File-Wave Input File". WXSat neemt automatisch de sub- directory "wav" aan. Decodering wordt gestart met "File-Start Processing", en stopt bij het bereiken van het eind van het bestand, of met de opdracht "File-Stop Processing". Bitmaps kunnen worden opgeslagen met "Bitmap-Save". Opslaan van bitmaps gebeurt niet automatisch en er is geen waarschuwing dat de bitmap niet is opgeslagen, als het programma wordt beeindigd. 4.2. Direct Recording. Direct recording wordt gekozen met het menu item "Recording-Picture". Geen vensters moeten worden bewogen en geen andere programmas moeten worden gestart gedurende de opname. Achtergrond program- mas en screensavers moeten worden uitgeschakeld. Een wavebestand kan tege- lijkertijd worden gegenereerd wanneer het menu item "Recording-Picture & Wave File" wordt gekozen. Wanneer de opname wordt onderbroken door de mededeling "The new sound data were available before...", moet een volgen- de poging worden gestart zonder de uitgebreide verwerkingsmogelijkheden (zie "VII. Berekeningscapaciteit en Uitvoering"). Wanneer, ondanks deze maatregel, de mededeling terugkomt, is de computer te langzaam of, wanneer tegelijk een bestand wordt geschreven- de harde schijf kan vol zijn of niet snel genoeg. Opslag van wave gegevens naar een floppy zal niet werken. De opname kan worden gestopt met "Recording-Stop" en de opslag van de bitmap zoals hierboven beschreven. 4.3. Automatische opname. De meest elegante manier om beelden te decoderen is automatische opname. De computer test de audio input en zoekt naar een subdraagolf ("Recording-Start at Subcarrier") of een starttoon ("Recording -Start at Start Tone") en zal starten zodra die aanwezig zijn. Nadat de subcarrier verdwijnt of bij een stoptoon, keert het programma terug naar de stand-bye mode en wacht op de volgende starttoon of terugkeer van de subdraaggolf uit de ruis. Het reulterende beeld kan automatisch worden opgeslagen als de menu schakelaar "Recording-Autom.Bitmap File" is aange- kruist. De naam van de bitmap zal de tijd aangeven volgens: dduummss.bmp. Wave bestanden kunnen niet op deze manier worden opgeslagen. De automa- tische functie kan worden gestopt met "Recording-Stop". Wanneer de start of stoptonen niet goed worden gedetecteerd, kan het pro- gramma van de stand-by naar active mode met "Recording-->Active" of "recording-->Stand-By". 5. Het Eerste Beeld: Instelling van de Geluidskaartinput en ----------------------------------------------------------- Basis Versterkings Parameter ---------------------------- Na starten ("File-Start Processing" of "Recording-Picture[& Wave File]", moet de synchronisatie algoritme inhaken en de eerste lijnen van het beeld moeten verschijnen aan de boven of onderzijde van het programma venster. De gegevens verwerking kan worden gestop met "...-Stop". Als iets verkeerd gaat stopt "...-Abort" de gegevens verwerking. Alle ge- toonde beeldinformatie evenals een tegelijk opgenomen optioneel wavebestand zullen verloren zijn. Afbreken van de opname op deze manier is een laatste uitweg als het programma niet reageert op andere opdrachten. De normale stop opdracht is "Recording-Stop". Nu moet de basis versterking "Basic Amp" in het parameterbestand ingesteld worden. Input van een wavebestand kan gebruikt worden als geen andere signaalbron beschikbaar is. De bovenste grafiek in "Calibrate-Histogram" geeft de amplitude distributie van het inkomende signaal. "Basic Amp" moet aangepast worden, zodat na de volgende opname de meest rechtse componenten van het bovenste histogram (vertegenwoordigende de grootste amplituden van het ingangssignaal) juist de 100% markering bereiken. Natuurlijk moeten voor deze afregeling heldere details (wolken, witte calibratiemerktekens) in het beeld aanwezig zijn. Het histogram kan alleen worden gekozen als "GenCalibVal" in het parametervenster is aangekruist. Op dit moment kan de kwaliteit van het beeld niet een afspiegeling zijn van de juiste instelling van de basis versterking! De beeld parameters zullen later worden ingesteld met de mapping parameters (offset,amplifi- cation, brightness characteristic, color amplitude) voor het "beste" (meest brilliante, meest lineaire,...) beeld. Die parameters zijn allen zinvol als de basis versterking juist is ingesteld. Het venster "Calibrate-Values" geeft de piek waarden (dus de witte delen) van de inkomende signaal ("Peak Values"). Om afsnijden in de A/D converter te voorkomen, moet het bereik van -0,9...+0,9 niet worden overschreden. Het bereik van de A/D converter is onvoldoende benut als die waarde minder is dan -0,5...+0,5. Die waarden zijn alleen zinvol met een ruisvrij signaal met witte beeld details. Een correcte basis versterking waarde zou juist de omgekeerde waarde zijn van de grootste amplitude ("Peak") van het in- komende signaal. Voorbeeld: De piek waarden in zijn -0,31 en 0, 29. Dat betekent dat de A/D converter onvoldoende wordt uitgestuurd. Desondanks kunnen deze signalen worden gebruikt met een basis versterking instelling van 3,3 (=1/0,3). De juiste waarden voor de basis versterking (die kan verschillend zijn voor verschillende satellieten families) moeten worden gekopieerd naar het para- meter bestand WXSAT.DAT bij de volgende gelegenheid. Amplitudes van inkomende signaal (na basis versterking) * * Max. Amplitude instellen op * * * 1,00 Markering met Basic Amp * * I * * I * * V * * * * * * * --*-*-*-*------------------------------*-*-*-----*-------*-* 0 I 0,25 0,50 0,75 1,00 I I I Offset zal start * * Distributie van helderheid (kleur) waarde instel- * * * in het resulterende beeld len I * * I * * * I * * V * * * * ----*-------------------------------------------------*------- 0=zwart 0,25 0,50 0,75 1,00=wit Luminantie/Chrominantie IX. Verklaring van Detectie Parameters -------------------------------------- Alle parameters die nodig zijn voor beeld decodering worden weergegeven in het parameters venster. ("File-Parameter" of "Recording-Parameter"). De toetsen in de linker bovenhoek zijn voorgedefinieerde parameter combina- ties zoals vastgelegd in het WXSAT.DAT bestand. Na drukken van e e n van die toetsen, worden alle voorgedefineerde parameters in de desbetreffende velden getoond. Zij kunnen worden gewijzigd voor iedere individuele gege- vens verwerking. WXSAT.DAT wordt niet gewijzigd door deze verandering. Dit bestand kan alleen worden gewijzigd met een tekst editor. De input velden zijn verdeeld in vijf groepen. 1. Basis Parameters AM/FM: Demodulatie. De subcarriers van de weersatellieten zijn altijd amplitude gemoduleerd, terwijl kortegolf uitzendingen frequentie gemodu- leerd zijn. Aangezien het programma hoofdzakelijk is geschreven voor weer- satellieten, is FM modulatie alleen een extra toevoeging. sFastF: Wanneer een wave bestand niet vanaf de start moet worden gedeco- deerd, kan een "fast forward" tijd, gemeten in seconden, in dit veld wor- den vermeld. GenCalibVal: Genereert calibratie gegevens gedurende de beeld verwerking. De amplitude distributie van het inkomende signaal, zijn peakwaarden, de helderheid en kleurdistributie van het beeld kunnen na verwerking worden weergegeven door het menu "Calibrate..." te gebruiken. Basic. Amp: Basis versterking voor AM signalen. Deze waarde normaliseert de amplitude van het ingangssignaal naar 1. Controleer via "Calibrate- Histogram". Hz Black: Uitgezonden FM audio frequentie voor zwart. Hz Shift: Frequentie verschil tussen zwart en wit voor FM mode. 2. Klok ------- Het programma heeft zijn eigen interne klok oscillator voor gegevens ver- werking. De nominale frequentie is de opgegeven subcarrier frequentie. De klokfrequentie wordt rekenkundig verkregen van de klok van de geluidskaart (=bemonstering freq). Voor een meer nauwkeurige bepaling, kan de subcar- rier zelf worden genomen als referentie voor de lokale oscillator. Subcarr: Nominale subcarrier frequentie in Hz. Line: Lijn lengte (lijnduur) van het inkomende signaal, gemeten als het aantal subcarrier perioden. Als het signaal 120 lijnen per minuut heeft, is de duur van een lijn 0,5 sec. Dus is de lengte = subcarrier * 0,5. RPM: Voor FM uitzendingen wordt de lijnfrequentie direct uitgedrukt in lijnen (omwentelingen) per minuut. Een koppeling van de lokale oscillator aan het ontvangen signaal is niet mogeljk. In de FM mode kunnen correcties voor een niet juiste bemonstering klok van de geluidskaart, hier worden gemaakt. Het langzaamste lijn tempo wordt beperkt door de interne buffer lengte en moet niet langzamer zijn dan 120 lijnen/minuut, dus lijnen moeten niet lan- ger zijn dan 0,5 sec. Lock: De lock schakelaar koppelt de interne ocsillator van het programma aan de AM subcarrier met gebruik van een PLL en een AFC loop. Daardoor worden scheve beelden als gevolg van Doppler shift, voorkomen. (Naderende satellieten verschuiven alle frequenties naar hogere waarden en kortere lijnen en omgekeerd). Verder maakt de lock schakelaar het mogelijk om een niet precieze bemonsteringsfrequentie van de geluidskaart te corrigeren, en het verwerken van op tape opgenomen signalen. Door meer verwerking, zal het programma iets langzamer werken. Sommige Meteor satelliet signalen laten de subcarrier lock niet toe, want sommige hebben geen exact 2400 Hz sig- naal, anderen maken een fasesprong aan het begin van iedere lijn. In het eerste geval zal de PLL locken; echter de lijn lengte van 1/2 sec.komt niet overeen met het gekozen aantal subcarrier perioden. Als het absoluut nodig is de lock mode te gebruiken voor satellieten met subcarrier frequenties die iets van de 2400 Hz afwijken, moet de lijn lengte (subcarrier perioden) worden aangepast om de juiste lijn lengte van 1/2 sec. te krijgen. In het tweede geval (fase sprongen) moet het lock bereik van de PLL worden ver- groot (PLL waarden van minder dan 0,8) PLL: Versterking van de fase controle loop. Voor een instelling van 1 PLL, is de versterking nul. Voor het verwerken van normale signalen is 0,98 een goede waarde; voor reproductie van op tape opgenomen signalen, geeft 0,8 of 0,85 een groter regelbereik. AFC: Versterking van versterker controle loop. Voor normale signalen is een kleine waarde (0,00005) geschikt, voor op tape opgenomen signalen moet de waarde worden verhoogd naar 0,0002 of meer. CorrLineLen: Door het koppelen van de lokale oscillator aan een subcarrier, kan de werkelijke subcarrier sterk van zijn nominale waarde gaan afwijken. In dat geval moet de lijn lengte worden aangepast aan de nieuwe frequentie. Die instelling is alleen nodig voor grote afwijkingen (op tape opgenomen signalen met grote verschillen tussen opname en afspeel snelheid). In het parameter bestand WXSAT.DAT is de overeenkomstige waarde voor "lock", 2. SyncDem: Wanneer de lock schakelaar geactiveerd is, kan amplitude modula- tie worden gedemoduleerd door gebruik van coherente demodulatie (mengen met de lokale oscillator) in plaats van gelijkrichting. Beeld oplossing en signaal/ruis verhouding zullen iets beter zijn; echter het verwerken is langzamer. 3. Horizontale Synchronisatie (Horizontal Sync) ----------------------------------------------- Voor horizontale synchronisatie kan een toontrein of een sprong in helder- heid (zwart en wit balk) worden gebruikt. Als het programma de synchroni- satie informatie niet vindt, kan de gebruiker de start van de beeld ver- werking forceren met "...-Manual Sync". Daarna kan het menu "Edit-Correctx" helpen om het beeld in de juiste horizontale positie te brengen. Dit werkt echter alleen met enkel kanaal verwerking (Dual Channel off) en met Start1= 0.0 en Length1 = 1.0. FaxSync 1/2: De synchronmisatie algoritme zoekt naar een sprong in helder- heid. Na succesvolle synchronisatie wacht FaxSync1 met de beeld verwerking tot de synchronisatie lijnen beeindigd zijn. FaxSync2 is een betere keuze als de beeld gegevens overeenkomen met de synchronisatie lijnen. Beeld op- bouw begint onmiddellijk nadat een bepaald aantal sync. lijnen correct zijn gedetecteerd. bk-wh, wh-bk (zwart-wit, wit-zwart): Die toets bepaalt de richting van de helderheid sprong. De juiste instelling voor Meteosat is zwart-wit, voor korte golf uitzendingen moet wit-zwart worden gebruikt. In het parameter- bestand WXSAT.DAT is de FaxSync instelling "1" voor zwart-wit en "-1" voor wit-zwart. Burst Frq: Wanneer de FaxSync schakelaar niet gekozen is, zoekt de algo- ritme naar een korte toon trein. De trein frequentie kan worden opgegeven in dit veld. In WXSAT.DAT moet de FaxSync worden ingesteld op "0". 4 Source -------- Deze groep definieert welk deel van het inkomende signaal wordt gebruikt voor de beeld verwerking. DualCh: De verwerking gebruikt 1 of 2 delen van de lijn. Het eerste kanaal wordt altijd gebruikt voor beeld helderheid. Het tweede (optionele) kanaal definieert de kleur of kan worden opgeteld of afgetrokken van het eerste kanaal om bijv. zichtbaar minus infrarood te verkrijgen. In WXSAT.DAT zijn toegestane waarden voor DualCh. 1 of 2. Start 1/2: Begin van het eerste kanaal met betrekking tot de start van de lijn. De lijn lengte is gedefineerd als 1. Geldige waarden zijn 0 en 1. Lenth1/2: Lengte van het lijn deel. De lijn lengte is gedefineerd als 1. (Start1 + Length1) en moet niet kleiner zijn dan 0 of groter dan 1. Nega- tieve waarden voor Length zijn toegestaan. (gespiegeld beeld). Neutrale instellingen zijn; DualCh off; Start1 = 0; Length1 = 1. Voorbeeld A: voor NOAA passage op het midden van de dag, zal het VIS ka- naal de helderheid controleren, het VIS kanaal de kleur. Start1: 0.0, Length1: 0.5. De eerste helft van de lijn controleert ch 1. Start2: 0.5, Length2: 0.5. De tweede helft van de lijn controleert ch 2, dit kan worden gebruikt om de kleur te definieren. Voorbeeld B: Een Meteor beeld moet in kleur weergegeven worden. Aangezien er maar 1 kanaal met signaal informatie beschikbaar is, moet DualCh uitge- schakeld worden. Start 1: 0.0; Length 1: 1.0. Voor kleurverwerking zie hireonder. NB. Alleen voor speciale doeleinden, wordt kleur verwerking niet aanbevo- len voor signaal bronnen met slechts 1 informatie kanaal. Door een groter aantal grijswaarden geven de zwart/wit beelden een veel betere oplossing dan kleurenbeelden. Voor meer geavanceerde verwerking kunnen de start en length waarden worden aangepast zodat de burst en ijkwaarden niet in het beeld verschijnen. De IOC wordt beinvloed door het length parameter. 5. Beeld -------- In de groep "picture", worden de signaal versterking, signaal offsets en kleurverzadiging gedefinieerd. De tweede parameter set zal geactiveerd wor- den door het halen van de dubbele kanaal gegevens van de regel (DualCh) en door de kleur optie te kiezen. Offset 1/2: Voegt een offset toe aan het signaal. Negatieve getallen zijn toegestaan. Ampl. 1/2: Versterking van het signaal na toevoeging van de offset. Nega- tieve getallen zijn toegestaan. Color: Kleur optie. Charact: Voor een betere oplossing van de land/water grenzen kan de helder- heid karakteristiek worden aangepast. Dat veld definieert het niet linea- riteitsaandeel (wortel) in de weergave karakteristiek, dus zullen donkere delen worden versterkt: Signaal= (Channe1+Offset) * Ampl1 [+Channel2+Offset2) * Ampl2] Helderheid= (1-Charact) * Signal + Charact * SQRT (Signal) Kanaal 2 beinvloedt alleen de helderheid wanneer geactiveerd en als de kleur optie uitgeschakeld is. Het helderheidsverschil van twee delen van de input lijn (bijv. VIS-IR) kan worden opgebouwd door e e n van de ver- sterkingsfactoren een negatieve waarde te geven en de overeenkomstige offset in te stellen op een voldoende negatieve waarde. ColorAmp: Kleurverzadiging. De kleurtint resulteert van: Tint = (Channel2 + Offset2) * Ampl2 Kleinere (positieve) waarden resulteren in rood, grotere (op een schaal tot 1) in blauw. Om een zwarte zee en witte wolken te krijgen, is de kleurtint neutraal voor zeer kleine (dichtbij 0 en eronder) en zeer grote (dichtbij 1 en erboven) amplituden. y Compr.: Compressie van de beeld verhoudingen in y-richting door herhalen of weglaten van ontvangen lijnen. Een waarde 0.5 rekt het beeld uit tot dubbele hoogte, 2 comprimeert het tot halve hoogte. De IOC wordt beinvloed. Pixels/L: Aantal beeldelementen per lijn in het beeld. Deze waarde bein- vloedt de geometrie (IOC). De IOC waarde zal automatisch worden weergegeven. Het resulterende maximum mogelijk aantal lijnen hangt af van de maximum bitmap grootte, zoals gedefinieerd in het parameter bestand WXSAT.DAT. Wanneer kleine bitmappen geboden zijn (bijv. voor langere automatische opname sessies), of als de lijnbreedte (pixels per lijn) beperkt is (bijv. het complete beeld moet worden getoond gedurende verwerking), kan een kleinere lijn grootte worden gekozen; de juiste IOC kan worden hersteld door een geschikte y compressie factor te kiezen. Voorbeeld: Het te verwer- ken beeld heeft een IOC van 576 en vereist meestal 1810 pixels per lijn. De IOC kan worden gehandhaaft met 1024 pixels per lijn en een y compressie factor van 1.77. Natuurlijk gaat wat oplossing verloren. N-S: Noord-Zuid/Zuid-Noord kiest de vliegrichting van de satelliet. Het beeld zal starten in de linker boven hoek of in rechter onder hoek. Neutrale instellingen zijn Offset = 0; Ampl1 = 1; Color off; Charact = 0; y Compr. = 1; 1810 Pixels/L (IOC 576) of 905 Pixels/L (IOC 288) of 1040 (2080 Pixels/L (NOAA). Typisch sigaal pad in WXSat. deel van niet lineariteit lijn (Charact.) I-- +Offset1--*Ampl1 -> helderheid analoge input--A/D---+BasicAmp--AM---I I I I-- +Offset2--*Ampl2 -> kleur I I Piek waarden I (mogelijke waarden I -1 ... +1) bovenste histogram (moet liggen tussen 0 ... 1) X. Het Parameter Bestand WXSAT.DAT ---------------------------------- Wanneer een optimale set parameters voor een bepaalde satelliet is bepaald, kan deze set worden opgeslagen door het parameter bestand WXSAT.DAT te editen met een ASCII editor. 12 standaard parameters kunnen zo worden gedefinieerd. Wanneer het programma wordt gestart, zal het dat bestand lezen en die definities worden weergegeven in de vakken links boven van het parameters venster. Voor het editen van het WXSAT.DAT bestand, zijn de volgende parameters belangrijk: 1. De voorgedefinieerde namen van de schakelvakjes (satellietnamen) mogen niet meer dan 10 karakters zijn. 2. De regel lengte in het bestand mag niet meer zijn dan 80 karakters. 3. De volgorde en aantal van de parameters mag niet worden veranderd. De volgende vier regels staan boven de eerste parameters set: 1234567 1 1 1 Key, 288, Squelch, Warning Wettersatellit Testversion 1 4000 8 1.00000 Graphics,kByte,Scroll,fs,Corr 1. 12 12 1. 1. 1. 6 6 UT,On,Off;300,675,450,On,Off 1. Algemene Instellingen ------------------------ De eerste drie regels bevatten algemene instellingen Key: Verander het eerste getal ("Key") en de tweede regel niet, anders zal het programma niet meer werken. 288: In de automatische opname mode zullen de mogelijke starttonen (300 Hz en 675 Hz) leiden tot verschillende verwerkingen. Terwijl na een starttoon van 300 Hz het beeld precies met de gekozen parameters set zal worden ver- werkt, zal na een starttoon van 675 Hz de lijn (pixels/lijn) in tweeen worden gesneden. Wanneer bijv. de voorgedefineerde instellingen (lijn- breedte enz.) overeenkomen met een IOC van 576, zal een starttoon van 675 Hz een IOC van 288 opleveren. Dat gedrag kan worden uitgeschakeld door de "288" parameter op "0" te zetten. Squelch: In de FM mode is de detectie van de starttonen afgeschermd door een squelch om foutieve detectie te voorkomen. De functie van die squelch kan worden uitgeschakeld met een "0". Waarschuwing: Een overload van de CPU gedurende beeld verwerking in actuele tijd, bijv. omdat programmas gestart werden, zal de verwerking onderbreken met een foutenmelding, "The new sound data were ready before..." (vergelijk hoofdstuk VII. "Berekening Capaciteit en Uitvoering"). De waarschuwing kan worden vermeden door een "0" op deze plaats te zetten. Het verwerking zal doorgaan zelfs wanneer CPU conflicten ontstaan. Het resulterende beeld kan een vervorming tonen. Voorzichtig! De computer kan onvoorspelbaar reageren. Graphics: Deze parameter beperkt de functie van de grafische driver soft- ware. Veel grafische kaart drivers hebben met moeilijkheden met de Windows weergave functies voor de apparaat onafhankelijke bitmaps, (device inde- pendent bitmaps). "0": Complete functie. "1": Gezoomde beelden starten altijd aan de linkerzijde van het scherm en kunnen niet verder naar links bewogen worden.(Veel grafische drivers veroorzaken een systeem crash wanneer dit geprobeerd wordt). "2": Beperkingen als in "1". Toegevoegde gezoomde beelden zullen altijd aan de onderste kant van het beeldscherm getoond worden.(Speciaal bit- maps met een paar lijnen en een breedte van 1024 pixels zijn kritisch. "3": Geen zoom functie mogelijk. kByte: De tweede waarde van deze regel definieert de scroll update. In kleine computer systemen moet dit getal zorgvuldig gekozen worden. Het parameter venster toont het maximum aantal mogelijke lijnen voor deze ge- heugen grootte en de gekozen lijn grootte (pixels per lijn). E e n bitmap pixel heeft 8 bits (1 byte). Een 10 minuten passage van een NOAA satelliet vereist 1200 lijnen; met een lijn grootte van 1040 pixels zijn 1.248.000 byte of iets minder dan 1219 kByte zijn nodig. Scroll: De derde waarde van deze regel definieert de scroll update. Nadat de verwerking het gehele venster heeft gevuld, zal het beeld naar boven of beneden scrollen iedere n-th gedecodeerde lijn. Geldige waarden zijn 0 (geen scroll), 2, 4, 8 en 16. Voor langzame computers of langzame grafische kaarten moet de scroll uitgezet worden (0). fs-Corr: Wanneer een beeld dat gedecodeerd is zonder PLL, scheef staat, is de bemonsterings frequentie van de geluidskaart niet exact correct. Dit probleem kan worden voorkomen door de lokale oscillator te koppelen aan de ontvangen subcarrier ("Lock on") of de bemonsterings frequentie kan worden gemeten en worden gecorrigeerd. (De laatste methode helpt ook wanneer op tape opgenomen signalen worden gedecodeerd die een groot verschil hebben tussen opname en afspeel snelheid). Voor het meten van de werkelijke bemonsterings frequentie is een AM signaal nodig van bekende kwaliteit. De nominale subcarrier frequentie moet worden gezet in het "Subcarr." veld. Dan moet het signaal worden gedecodeerd met de "Lock" en "GenCalibVal" schakelaars ingeschakeld. In "Calibrate-Values" geeft het getal "fsCorrection" de verhouding aan tussen werkelijke en no- minale bemonsterings frequentie. Dit getal (het moet dichtbij 0 zijn) mag nu gezet worden op de positie fs-Corr. in regel 3 van WXSAT.DAT. Als de afwijking groter is, moet deze correctie methode verschillende malen worden herhaald voor optimaal resultaat. Voor deze procedure moet het programma opnieuw worden gestart, zodat de nieuwe waarde in WXSAT.DAT kan worden gelezen. Deze correctie methode moet rechte beelden opleveren. NB. Omlopende satellieten kunnen een sterke Doppler afwijking van de subcarrier geven. Deze resultaten van de beschreven methode zijn alleen voldoende exact, als de snelheid van de satelliet relatief t.o.v. het ont- vangststation langzaam is. In geen geval mag ruis aanwezig zijn in de sig- naal delen die voor deze calibratie gebruikt worden. 2. Parameters voor Automatische Opname -------------------------------------- De vierde regel definieert de drempel waarden voor subcarrier en start/ stop toon detectie voor de automatische opname functie. De volgorde is: - aantal benodigde 0,74 sec. tijd slots met subcarrier om verwerking te activeren. - aantal benodigde 0,74 sec. tijd slots zonder subcarrier voor terugkeer naar stand-by positie. - drempel voor 300 Hz starttoon (normale instelling is 1.00) - drempel voor 675 Hz stoptoon - drempel voor 450 Hz stoptoon - aantal benodigde 0,34 sec tijd slots met starttoon om verwerking te activeren - Aantal benodigde 0,34 sec tijd slots met stoptoon voor terugkeer naar de stand-by positie. 3. Voorgedefineerde Parameter Sets voor Verschillende Signaal Bronnen --------------------------------------------------------------------- Er zijn 12 sets voorgedefinieerde parameter sets voor verschillende sig- naal bronnen. De betekenis van de parameters is hetzelfde als beschreven in hoofdstuk IX. ("Verklaring van Detectie Parameters") Het originele bestand WXSAT.DAT bevat parametersets voor NOAA, Meteor, KG-Fax, Sich en Meteosat. Ook zijn sommige gecombineerde waardebepalingen gedefineerd. (bijv. "VIS + IR", het zichtbarelicht kanaal van de NOAA satelliet controleert de beeld helderheid, het infrarood kanaal contro- leert de kleur.) XI. Bekijken, Analiseren en Opslaan van het Beeld ------------------------------------------------- De resulterende bitmaps hebben een oplossing van 8 bits per pixel. Geldige getallen voor lijnlengte zijn tussen 200 pix/lijn en 2048 pix/lijn. Het beeld kan over het scherm worden bewogen met de muis terwijl de rechter toets is ingedrukt. Een alternatieve manier om een bepaald deel van het beeld in het midden van het beeld te brengen, is door op die plaats te dubbelklikken met de linker muistoets. Dubbel-klikken met de linker muistoets met de Control toets ingedrukt, zoomt het beeld met een factor 2 in x- en y-richtingen. Dubbel-klikken met de linker muistoets met de Shift toets ingedrukt zoomt het beeld met een factor 4. Dubbel-klikken met de linker muistoets zonder andere toetsen te drukken laat het beeld terugkeren naar de originele afmetingen. Dubbel-klikken met de rechter muis toets, verkleint het beeld met een fac- tor 2 in x- en y-richting. Control + dubbel-klikken met de rechter muis toets rekt het beeld uit in de x-richting met een factor 2. Shift + dubbel- klikken met de rechter muistoets perst het beeld samen in de y-richting. De laatste twee modes zijn bedoeld voor NOAA beelden met beide kanalen naast elkaar getoond en een lijn breedte (pix/lijn) die alleen de halve nood- zakelijke IOC geeft. Het rekken in de x-richting of samenpersen in y-rich- ting verdubbelt de IOC. Voorzichtig: Sommige grafische drivers hebben problemen met Apparaat Onafhankelijke Bitmaps (DIBitmaps). Sommige kunnen alleen de beelden in hun originele afmetingen weergeven, veel drivers hebben hier problemen mee. Alleen als het samengeperste beeld snel en zonder problemen wordt getoond, kan de parameter "Graphics" in het parameter bestand op "0" gezet worden. Anders moet het op "1" blijven staan. Dit schakelt het bewegen van het beeld over de linkerzijde van het venster uit, hetgeen in veel PC's leidt tot een systeem crash. Wanneer de computer niet in staat is de bitmap in zijn originele of vergrote afmetingen te tonen, is een nieuwe software driver voor de grafische kaart nodig. Alle zoomfunctie zijn ook beschikbaar via menu. In het menu "Calibrate" kan een speciale cursor worden geactiveerd die de helderheid van een pixel meet. Drukken van de linker muistoets geeft de gekozen pixel. Die informatie kan worden gebruikt om de temperatuur te beoordelen (zie IV.3). In kleurenbeelden is deze waarde niet betrouwbaar. De speciale cursor verdwijnt door opnieuw het menu item te kiezen of door de zoomfactor te veranderen (bijv. door dubbel-klikken van een muistoets). Beelden worden opgeslagen in .bmp formaat en kunnen verder worden bewerkt met standaard beeld editing programmas. Hoewel WXSat niet speciaal is geschreven voor dit doel, kan het de meeste bitmaps van andere afkomst met 8 bits oplossing per pixel, weergeven. XII. Kleuren en Bits ------------------- Alle zichtbare kleuren kunnen worden gedefinieerd met 3 onafhankelijke parameters. De kleuren coordinaten voor die 3 parameters zijn: a. rood, groen, blauw b. cyan, magenta, geel c. helderheid, kleur verzadiging, kleur tint d. helderheid, (helderheid rood), (helderheid blauw) Aangezien de APT uitzendingen slechts 1 of 2 informatie kanalen hebben, is voor de kleurpresentatie "c" gekozen en de kleur verzadiging op een vaste waarde gezet. E e n van de satelliet informatie kanalen controleert de kleur tint (bijv. het IR kanaal) van rood (warm) via groen naar blauw (koud). Om witte wolken en een zwarte zee te krijgen, is het kleuren palet zo ontworpen dat extreme helderheden in het kleuren kanaal de tint op neutraal zetten. WXSat gebruikt 8-bit paletten. Voor kleuren bitmappen zijn 5 bits voor de helderheid (28 of 32 gebruikte waarden), 3 bits zijn voor kleur definitie (8 kleuren: neutraal, rood, bruin/geel, groem, grijsgroen, grijsblauw, blauw, neutraal). Zwart/wit bitmappen gebruiken 200 grijswaarden en hebben dus een veel grotere helderheid oplossing dan kleuren beelden. XIII. Calibratie Waarden en Histogrammen ---------------------------------------- Calibratie waarden en histogrammen kunnen alleen worden bekeken als gedu- rende beeldverwerking de schakelaar "GenCalibVal" in het parameter venster was aangekruist. Het calibratie waarden venster ("Calibrate-Values") geeft twee belangrijke resultaten. 1. De van de PLL afkomstige subcarrier frequentie ("Subcarr.", "Lock" moet aangekruist zijn). Dat getal geeft de frequentie offset van de ontvangen subcarrier (bijv. door Doppler shift) of de offset van de geluidskaart oscillator, wan- neer de subcarrier exact is. 2. De piek waarden ("Peak Values") geven het ingangssignaal aan de A/D converter. Voldoende ingangssignalen moeten waarden geven tussen +/-0,5 en +/-0,9. Het bovenste diagram geeft de amplitude distributie van het ingangssignaal na vermenigvuldiging met de basis versterkings factor (Basic Amp). Die waarden gelden alleen voor het deel van de lijn gekozen door Start n en Length n. Als de DualCh schakelaar is ingezet, is de rode kurve voor kanaal Het onderste histogram geeft de resulterende helderheid (/Kleur tint) distributie in het beeld. De zwarte lijn is voor helderheid, de gekleurde voor tint. De verschillende delen vertegenwoordigen ruwweg de kleuren in het beeld. XIV. Auteursrechten ------------------- Copyright @ 1995, 1996, 1997 door Christian Bock, Freiburg i. Br. Alle rechten voorbehouden. Het gebruik van deze school en amateur versie van WXSat is toegestaan voor school en prive gebruik. Het gebruik is gratis. Dit beperkte gebruik uit- zonderd, heeft de gebruiker geen rechten op de software, zijn uitvoering of de algoritmen. Commercieel gebruik van deze software is verboden. Het programma wordt geleverd op een "zoals het is" basis zonder enige garantie. Door deze software te gebruiken (inklusief kopieren, installatie, werking en verwijderen) gaat de gebruiker accoord met alle risicos van dit gebruik. De gebruiker gaat er verder accoord mee dat de auteur geen verant- woordelijkheid op zich neemt voor funktionaliteit, betrouwbaarheid, goede werking of fouten-vrij programmering en dat de auteur geen aansprakelijk- heid accepteert voor schades die het directe gevolg zijn van het gebruik van deze software. Verwerk geen belangrijke gegevens als WXSAT.EXE loopt. Maak regelmatig back-ups. Nadat WXSat heeft gelopen, herstart het systeem alvorens voor belangrijke gegevens te verwerken. Let op virussen die aan het programma zijn toegevoegd door derden, zijn distributie bestand of andere delen of bestanden. Deze school en amateur versie mag vrij worden gekopieerd en gedistribueerd onder de volgende voorwaarden: 1. Het software pakket moet alleen ongewijzgde bestanden bevatten. Het moet tenminste de bestanden WXSAT.EXE, WXSAT.WRI en WXSAT.DAT bevatten of het zelfuitpakkende bestand INSTnnnx.EXE. 2. De software mag niet worden berekend. Compensatie voor floppy en ver- zending zijn toegestaan. Commerciele distributie, distributie op software media (bijv. CD ROM's), distributie samen met andere apparaten (bijv. ontvangers) en distributie in electronische postbussen of in home pages is uitdrukkelijk verboden, tenzij vooraf toestemming van de auteur is verkregen. Als gevolg van de grote varieteit in hardware en software systemen, kan het mogelijk zijn dat dit programma niet past in Uw specifiek computer systeem. Wanneer dat het geval is en en het prograam voldoet niet aan Uw verwachtin- gen of eisen, is dit niet het juiste programma voor U. Gebruik in dat geval andere software. De ontvangst van weer satelliet signalen, weer diensten of andere radio diensten zijn onderworpen aan wetten en regelementen, toepasbaar op Uw lokatie. De gebruiker heeft de verantwoordelijkheid om toepassing te ver- krijgen voor het ontvangen van zulke diensten van de telecommunicatie autoriteit en diensten aanbieder.