NOAA les satellites météo

Aujourd’hui nous allons faire quelque chose qui n’est pas lié aux radioamateurs proprement dits, mais cette activité vous donnera peut-être une meilleure compréhension des fréquences radio. Ce sera aussi une introduction aux satellites radioamateurs ou dans le domaine public par exemple les satellites météo.

Je vais vous présenter aujourd’hui un projet peu coûteux et facilement réalisable.

Pour recevoir les satellites NOAA tout ce dont nous avons besoin, c’est d’un récepteur SDR, d’une antenne, d’un ordinateur et de quelques programmes. J’ai le récepteur RSP1A chez moi. J’aime ce récepteur parce qu’il est simple d’utilisation, mais pour cette expérience vous pouvez utiliser aussi une clé RTL-SDR qui est meilleur marché pour débuter.

Le but de la manœuvre est de prendre la tonalité audio BF reçue d’un satellite et de la transformer en une image que vous pourrez voir et télécharger. Ces images viennent de satellites météo volant au-dessus de nous en restituant des photos de la terre à l’endroit où vous vous trouvez. Vous découvrez ainsi les conditions météorologiques en direct.
Si vous n’avez pas de récepteur dédié, il suffit d’une clé RTL-SDR, du logiciel pour assembler les images WXTOLMG, d’un suiveur de satellite comme Orbitron ou gpredict et le tour est joué.
Nous avons aussi besoin d’une antenne capable de recevoir des signaux à polarisation circulaire. Nous avons le choix entre la QFH (Quadri Filiar HElix), la Double Cross Antena, l’antenne Turnstyle ou une V-dipole.

Antenne V-dipôle simple à construire et qui fonctionne !

J’ai décidé de construire une antenne QFH pour pouvoir recevoir les signaux NOAA APT. Ces satellites météorologiques NOAA diffusent un signal APT avec une puissance d’environ de 5 à 8 watts sur la bande des 2 M. Compte tenu de cette faible puissance, vous allez être surpris que ces signaux arrivent assez costaux à la surface de la Terre. Mais le plus grand défi pour les recevoir ce n’est pas leur puissance mais la question de la trajectoire.

Ces satellites sont des satellites héliosynchrones en orbite basse, ce qui signifie qu’ils ne sont pas verrouillés sur la rotation de la Terre. Au lieu de cela, ils font en fait un tour de terre en environ 1 heure et demie. Un satellite placé sur une telle orbite passe au-dessus d’un point de la surface terrestre donné à la même heure solaire locale. Ainsi, chaque fois que le satellite est à portée de votre récepteur, il apparaîtra d’un côté de l’horizon et disparaîtra de l’autre. Cela crée un besoin pour une bonne antenne omnidirectionnelle qui peut recevoir des signaux de n’importe où. Mais pas seulement cela, car le signal tourne (aka polarisation circulaire).

Pour toutes ses raisons, j’ai décidé d’opter pour une antenne QFH qui me semblait assez facile à construire. Une remarque ici : J’ai essayé aussi l’antenne V-dipôle, c’est une antenne taillée pour 137 MHz placée horizontalement, et bien… elle fonctionne !

Construction de l’antenne :

Chez moi l’antenne installée provisoirement !

Pour construire cette antenne, j’ai commencé d’abord par rechercher des expériences précédentes avec QFH sur Internet. Je suis vite tombé sur la construction d’une QFH tout à fait à ma portée. Celle-ci se trouve à cet endroit https://f-10255.pagesperso-orange.fr/sat/qfh/qfh.htm  ou encore une autre ici https://f4bpp.com/articles.php?lng=fr&pg=116&tconfig=0

J’ai suivi à la lettre le tuto proposé et je n’ai pas rencontré de problème particulier. Le plus dur est de souder à l’intérieur d’un tube de 32 mm le câble coaxial sur les tubes en cuivre. Après plusieurs essais, j’y suis arrivé en mettant au sommet de l’antenne une boite de dérivation comme cela j’avais plus de place pour les connexions.

Connexions assez délicates au-dessus de l’antenne

Pour raccorder cette antenne, il me restait une dizaine de mètre de câble Airborne-5 de chez Messi@paolini. Excellent en dessous de 144 MHz pour une longueur de 8M d’après le fabricant. Donc c’était parfait !

Le récepteur

Je possède un SDR-Play ce sera donc mon récepteur. Sachez encore une fois qu’une clé RTL-SDR fera très bien faire l’affaire. C’est peut-être l’occasion de vous rappeler une série d’articles sur les SDR à acheter.

Explorer le monde des SDR pour 200 € ou moins (2ème partie)

Les logiciels

Dédié au SDR-Play le programme SDR-UNO me donne entière satisfaction. Ici aussi il existe sur YouTube plusieurs excellents tutos pour son utilisation.

SDR-Uno lors d’une capture d’un satellite NOAA-19

Le câble virtuel

Ceux qui travaillent avec un récepteur SDR devront passer par ce que l’on appelle des câbles « virtuels ». Ce sont des drivers USB spécifiques émulant les câbles audio. VB-Audio Virtual Cable permet de relier virtuellement la sortie du haut-parleur à l’entrée micro de son PC. Pour cela une seule adresse de téléchargement https://vb-audio.com/Cable/#DownloadCable

Les satellites météorologiques NOAA

La National Oceanic and Atmospheric Administration (en abrégé NOAA), en français l’Agence américaine d’observation océanique et atmosphérique, est l’agence américaine responsable de l’étude de l’océan et de l’atmosphère. La NOAA est fondée le 3 octobre 1970 à la suite d’une proposition du président Richard Nixon dans le but de créer un service national « afin de mieux protéger la vie et la propriété des catastrophes naturelles, de mieux comprendre l’environnement [et] pour l’exploration et le développement vers une utilisation intelligente des ressources marine » [Wikipédia]

Actuellement, il existe trois satellites qui donnent suivant le passage à proximité une image de la terre. Il y a NOAA 15 sur 137,62 MHz, NOAA 18 sur 137.9125 MHz et NOAA 19, sur 137,10 MHz.

Il existait un 4^e  NOAA 17, mais il s’est désintégré le 21 mars 2021 ajoutant à la population croissante de débris sur une orbite clé. Il était déclassé depuis officiellement 2013 après 11 ans d’exploitation. La cause certainement a été attribuée à un défaut de conception de la batterie.

Voici le petit fichier avec les fréquences des satellites à utiliser dans SDR-UNO : SPACE

Dessin de NOAA 18 par Belgial Eart Observation.

Ces satellites sont du type défilant héliosynchrone et leur axe de rotation est perpendiculaire à l’axe Terre-Soleil. Ils survolent une même zone 2 fois par jour. Cela signifie que nous pouvons récupérer leurs images chaque fois qu’ils survolent une zone.

Découvrons les logiciels pour capturer ces images.

Orbitron

 créé pour des tâches d’observation mais aussi utilisé par beaucoup d’autres professionnels comme les météorologues, utilisateurs de satellites de communications, astronomes chercheurs d’extraterrestres et bien évidemment, radioamateurs.

Capture d’Orbitron.

WXtoImg

Incontournable ce logiciel donne et compile les images que vous recherchez.

Capture de WXtolmg.

Pour automatiser la réception de chaque satellite, vous avez besoin de plusieurs programmes.

D’abord ORBITRON qui permettra la poursuite des satellites, COM0COM qui ajoutera des ports Com dans les paramètres de Windows et un petit programme qui s’appelle DDE ORBITRON qui est une interface ultra légère entre tous ces programmes.

Orbitron

 Vous allez sur ce site pour télécharger l’exécutable et vous l’installez sans grande difficulté.
Vous l’ouvrez et vous devez renseigner votre position. Vous pouvez vérifier quelques réglages individuels. Vous charger la liste des satellites dont vous aurez besoin. Sélectionnez les trois importants : NOAA 15, 18 et 19.

DDE Orbitron

 C’est la partie la plus délicate.
Vous allez sur du site http://tripsintech.com/orbitron-dde-azimuth-elevation-to-serial/ et vous téléchargez DDEOrbitronto serial.zip et vous le décompressez.
Vous copiez ces 2 fichiers du programme « DDEOrbitronToSerial.exe » et « settings.xml » dans la racine de Windows dans un dossier que vous appelez par exemple « BLAH ». Vous envoyer le raccourci de «  DDEOrbitronToSerial.exe » sur votre bureau. Il vous permettra de l’avoir sous la main.

Vous allez ensuite au dossier d’Orbitron qui doit se trouver sur le disque c : — programmes (x86) — Orbitron ; ensuite vous ouvrez le dossier « Config ». Vous éditez ‘Setup.cfg’ et vous ajoutez cette ligne en bas : ‘[Drivers] DDEOrbitronToSerial=C:\blah\DDEOrbitronToSerial.exe’

Vous enregistrez et c’est presque tout !

Capture de « Orbitron to serial » à l’ouverture.

Com0com

 qui est un émulateur null-modem en open source. Vous le téléchargez.
L’installation est simple, il faudra décompresser le fichier et l’installer. Une fois fait cela, il faut configurer un port d’entrée et un port de sortie. Simplement en sélectionnant deux ports COM libres.

Capture de com0com.

Maintenant phase finale.

Vous ouvrez SDR-UNO. Dans les paramètres à l’onglet « OUT » au lieu des « haut-parleurs » vous sélectionnez le « Câble virtuel audio » que vous avez installé. Dans la même fenêtre à l’onglet « CAT » vous renseignez le port COM que vous avez choisi et vous cochez « enable and connect » (chez moi, le COM20).
Maintenant que tout est bien programmé vous ouvrez les programmes ORBITRON et ORBITRON TO SERIAL.
Dans Orbitron  à l’onglet « Rotor/radio » après avoir sélectionné « MyDDE » vous cliquez sur le petit bouton à droite.

Capture à l’emplacement de « Rotor/Radio ».

Vous constaterez que les programmes fonctionnent ensemble puisque la fréquence de SDR-Uno est synchronisée avec la fréquence du programme ORBITRON (je le montre dans la vidéo).

Ceci est dans le cas que vous voulez automatiser les passages des satellites, mais rien ne vous empêche de suivre un satellite NOAA simplement en utilisant les deux programmes, SDR-Uno et WXtolmg.

Voici la vidéo que j’ai faite qui vous montrez comment réaliser la poursuite des satellites NOAA automatisée.

Adresses utiles :

SDR-Play https://www.sdrplay.com/products/
SDR-uno https://www.sdrplay.com/sdruno/
VB audio https://vb-audio.com/
Orbitron http://www.stoff.pl/
DDE-Azimut http://tripsintech.com/orbitron-dde-azimuth-elevation-to-serial/
Ligne à ajouter dans Orbitron
‘[Drivers] DDEOrbitronToSerial=C:\blah\DDEOrbitronToSerial.exe’
Com0com https://github.com/paulakg4/com0com

Photos

NOAA-19 le 30 septembre 21       NOAA-19 le 24 septembre 21

par Albert Müller | ON5AM | Twitter | Facebook