자동 사진 전송

Automatic picture transmission

자동 사진 전송 시스템(APT)은 기상 위성에 사용하기 위해 개발된 아날로그 이미지 전송 시스템이다. 그것은 1960년대에 도입되었고 40년 이상 동안 세계 대부분의 국가에서 상대적으로 저렴한 사용자 스테이션에 이미지 데이터를 제공해왔다. 세계 어느 곳의 사용자 스테이션도 거의 오버헤드를 통과할 때 각 위성으로부터 적어도 하루에 두 번은 현지 데이터를 수신할 수 있다.

전송

APT 전송 형식

구조

방송 전송은 영상 채널 두 개, 원격 측정 정보, 동기화 데이터로 구성되며, 영상 채널은 일반적으로 Video A와 Video B로 불린다. 이 모든 데이터는 수평 스캔 라인으로 전송된다. 전체 선은 2080 픽셀이며 각 이미지는 909 픽셀을 사용하고 나머지는 원격 측정 및 동기화로 간다. 회선은 초당 2회 전송되는데, 이는 초당 4160단어 즉, 4160바우드에 해당한다.

이미지들

NOAA POES 시스템 위성에서 이 두 이미지는 첨단 고해상도 방사선계(AVHR) 센서의 두 채널에서 파생된 4km/픽셀 평활 8비트 영상이다. 이 영상들은 방송되기 전에 거의 일정한 기하학적 분해능에 대해 보정된다. 따라서 이 영상들은 지구의 곡률에 의해 야기되는 왜곡이 없다.

두 이미지 중 하나는 일반적으로 지면이 햇빛에 비치는가에 따라 근시점(0.86마이크로미터)과 중파 적외선(3.75마이크로미터) 사이에서 두 번째 전환되는 장파 적외선(10.8마이크로미터)이다. 그러나 NOAA는 AVHRR의 이미지 채널 중 두 개를 전송하도록 위성을 구성할 수 있다.

동기화 및 원격 측정

전송에는 일련의 동기화 펄스, 미세 마커 및 원격 측정 정보가 포함된다.

각 비디오 채널의 시작에서 전송되는 동기화 정보는 수신 소프트웨어가 그것의 샘플링을 신호의 보드 레이트에 맞출 수 있도록 하며, 시간이 지남에 따라 약간 달라질 수 있다. 미세한 마커는 검은색과 흰색이 번갈아 나타나는 4줄로 매 60초(120줄)마다 반복된다.

원격측정 섹션은 영상 채널을 디코딩하는 기준 값으로 사용되는 각 8줄 길이의 16개의 블록으로 구성된다. "웨지"라고 불리는 처음 8개의 블록은 최대 1/8의 강도로 시작하여 8번째 쐐기에서 최대 강도로 연속적으로 1/8씩 증가하며, 9번째 블록은 0의 강도로 증가한다. 각각 10개에서 15개의 블록이 센서에 대한 보정값을 인코딩한다. 16번째 블록은 웨지 1에서 6까지의 강도를 일치시켜 이전 이미지 채널에 사용된 센서 채널을 식별한다. 비디오 채널 A는 일반적으로 쐐기 2 또는 3과 일치하고 채널 B는 쐐기 4와 일치한다.

처음 14개 블록은 두 채널에서 동일해야 한다. 16개의 원격측정 블록은 128줄마다 반복되며, 이 128줄을 프레임이라고 한다.

방송 신호

신호 자체는 256 레벨의 진폭 변조 2400Hz 서브캐리어로, 이후 137 MHz 대역 RF 캐리어에 주파수를 변조한다. 최대 서브캐리어 변조는 87%(±5%)이며, 전체 RF 대역폭은 34kHz이다. NOAA POES 차량에서 이 신호는 약 37dBm(5와트)[1]의 유효 복사 전력으로 방송된다.

이미지 수신

APT 신호는 연속적으로 방송되며, 수신기가 무선 범위 내에 있을 때 다음 회선의 시작점에서 수신이 시작된다. 위성이 전파 범위 내에 있는 동안 비교적 정교하지 않고 저렴한 수신기를 통해 실시간으로 영상을 수신할 수 있으며, 일반적으로 8분에서 15분 정도 지속된다.

2004년 현재 세계기상기구(WMO)에 등록된 APT 수신국은 거의 5,000개였다. 등록은 요건이 아니며 1996년 이후에나 가능했기 때문에, 이것이 전체 사용자 기반 중 몇 퍼센트를 나타내는지는 불분명하다.

라디오 수신기

APT 전송을 수신하는 데 필요한 대역폭은 약 34 kHz이다. 대부분의 구형 스캐너(경찰 및 소방형 수신기)는 음성 전송을 지원하도록 설계된 표준 15kHz 대역폭이다. 최신 VHF 일반 커버리지 수신기는 복수의 IF 대역 패스를 장착한다. 일부 대역은 6kHz, 15kHz 50kHz 및 230kHz(방송 FM)로 제한되지는 않는다. 대역폭이 너무 좁은 수신기를 사용하면 흑인과 백인에 포화상태인 사진뿐만 아니라 반전도 가능하다. 너무 넓고, 수신기의 소음 층이 너무 높아 좋은 그림을 얻을 수 없을 것이다. 아마추어 마니아에게는 컴퓨터 제어기 수신기가 소프트웨어가 자동으로 튜닝하여 적절한 수신을 위해 필요한 모드를 설정할 수 있도록 하는 최선의 선택이다. 컴퓨터 제어와 APT 수신을 위해 특별히 제작된 전용 APT 수신기도 있다. 구체적으로 ICOM PCR1000, PCR1500, PCR2500 등이 우수한 성과를 낼 것으로 보인다. 웹에서 "NOAA APT (Reception 또는 REVERSELER)"를 검색하면 수신기, 소프트웨어, 안테나에 대한 풍부한 정보가 생성될 것이다.

안테나

기상위성의 APT 영상은 137 MHz의 우측 원형 편광 안테나를 통해 수신할 수 있다. 일반적으로 안테나가 위성을 따라갈 필요는 없으며 고정 위치 안테나가 좋은 결과를 제공할 것이다.

가장 자주 권장되는 안테나 2개는 교차 쌍극 안테나 및 4중 나선 안테나(QHA 또는 QFH)이다.

이미지 표시

수년 [when?]전 APT 이미지를 받기 위해서는 수신기 외에 HF WEFAX(해상 공동체에 봉사하는 것)와 마찬가지로 영상을 표시하거나 인쇄할 수 있는 전문 디코더가 필요했다. 종종 수신기와 디코더는 모두 하나의 단위로 결합되었다.

요즘은 개인용 컴퓨터의 등장으로 WXtoIMG(대부분 "무료" 버전[1]을 제공하는 것)와 같은 전용 소프트웨어와 사운드 카드만 있으면 된다. 사운드 카드는 스피커, 전화기 또는 수신기의 라인아웃에서 나오는 저속 스캔 비디오(가청 범위 내)를 획득하고 디지털화한 다음 소프트웨어가 AVHRR 센서의 다양한 가시적 및 적외선 채널을 처리한다. 대부분의 소프트웨어는 자동으로 모든 이미지를 저장하고 처리된 이미지를 APT 위성의 매 패스마다 새로운 이미지를 붙여서 선택한 웹사이트에 게시할 것이다.

향상된 이미지

AVHRR 센서의 각 채널은 빛의 한 파장에만 민감하기 때문에 두 이미지는 각각 휘도 전용으로, 그레이스케일이라고도 한다. 그러나 서로 다른 물질은 일관된 상대적 강도로 방출하거나 반사하는 경향이 있다. 이를 통해 가시광선 색상을 모사하는 이미지에 색상 팔레트를 적용할 수 있는 소프트웨어 개발이 가능해졌다. 만약 해독 소프트웨어가 위성이 정확히 어디에 있었는지 알고 있다면, 그것은 또한 윤곽과 경계를 오버레이하여 결과 이미지 활용에 도움을 줄 수 있다.

역사

  • 국립 지구 위성국 개발
  • 1963년 12월 21일 발사된 TIROS-8 시험
  • 1964년 8월 28일 발사된 님버스 1호는 최초의 응용위성이었다.
  • 그것을 처음으로 사용한 NOAA 극지궤도 차량은 1978년 10월 13일에 발사된 TIROS-N이었고, 그 이후로 모든 NOAA 극지궤도 차량에 탑재되었다.
  • 또한 소련의 MICE, Sich, Resurs 및 Okean 기상 위성에서도 비행했다.

현재 상태

APT를 전송하는 NOAA 위성
APT를 전송하는 소련/러시아 위성

없음

미래

전자제품의 향상으로 아날로그 전송 시스템은 디지털 전송 시스템에 자리를 내주었다. 2009년 2월 6일 발사 전 NOAA-N'으로 불리는 NOA-19는 APT 시스템을 탑재한 마지막 인공위성이다.[2] NOAA와 EUMETSAT의 합작품인 MetOp 프로그램은 새로운 극궤도 위성을 위한 저속 사진 전송(LRPT)으로 전환했다.

참고 항목

참조

  1. ^ http://www.ncdc.noaa.gov/oa/pod-guide/ncdc/docs/klm/html/c4/sec4-2.htm
  2. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2015-05-02. Retrieved 2015-04-27.CS1 maint: 제목으로 보관된 복사본(링크)

외부 링크