Recepción y decodificación de imágenes meteorológicas via SDR

Abstract

Los satélites meteorológicos permiten observar las condiciones atmosféricas, como por ejemplo, la nubosidad, lluvia, temperatura superficial, etc. Dichos satélites emiten, mediante radio, las imágenes captadas a las estaciones terrestres. Estas imágenes pueden ser recibidas por cualquier persona mediante una antena y un receptor SDR (Software Defined Radio). Los dispositivos de Radio Definida por Software permiten que muchas de las funciones que tradicionalmente se hacían mediante hardware ahora se realicen mediante software en un ordenador, e incluso sistemas como una Raspberry o similar. Esto permite que haya una mayor flexibilidad a la hora de realizar pruebas, o reconfigurar el sistema para adaptarlo a un nuevo modelo de recepción, por ejemplo cambiando la frecuencia, modulación, ancho de banda, etc., por lo que se pueden reducir los costes, siendo un modelo sostenible. El objetivo de este proyecto es la construcción de una antena para la recepción vía SDR de imágenes de satélites meteorológicos que emiten su señal sin encriptar, como los de la serie NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) estadounidenses. La antena debe ser capaz de recibir señales a 137 MHz, que es el rango de frecuencias sobre la que emiten dichos satélites, y el receptor y el programa capturar dicha señal en audio para posteriormente procesarla como imagen y telemetría. Al realizarse las pruebas en el centro de una gran ciudad será necesario seleccionar diferentes elementos para que la recepción SDR sea adecuada, mediante el uso de filtros de FM y amplificadores LNA, limitando los costes teniendo en cuenta las diferentes ofertas que existan en el mercado.

Weather satellites make it possible to observe atmospheric conditions, such as cloud cover, rain, surface temperature, etc. These satellites broadcast, via radio, the captured images to ground stations. These images can be received by anyone through an antenna and an SDR (Software Defined Radio) receiver. Software Defined Radio devices allow many of the functions that were traditionally done by hardware and now can be done by software on a computer, and even systems such as Raspberry or similar. This allows greater flexibility when carrying out tests, or reconfiguring the system to adapt it to a new reception model, for example changing the frequency, modulation, bandwidth, etc., so costs can be reduced, being a sustainable model. The objective of this project is the construction of an antenna for the reception via SDR of images from meteorological satellites that emit their signal without encryption, such as those of the US NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) series. The antenna must be capable of receiving signals at 137 MHz, which is the frequency range over which these satellites emit, and the receiver and the program capture that audio signal to later process it as image and telemetry. When carrying out the tests in the center of a large city, it will be necessary to select different elements so that the SDR reception is adequate, through the use of FM filters and LNA amplifiers, limiting costs taking into consideration the different offers that exist in the market.

Els satèl·lits meteorològics permeten observar les condicions atmosfèriques, com per exemple, la nuvolositat, pluja, temperatura superficial, etc. Aquests satèl·lits emeten, mitjançant ràdio, les imatges captades a les estacions terrestres. Aquestes imatges poden ser rebudes per qualsevol persona mitjançant una antena i un receptor SDR (Programari Defined Radi). Els dispositius de Radi Definida per Programari permeten que moltes de les funcions que tradicionalment es feien mitjançant maquinari ara es realitzin mitjançant programari en un ordinador, i fins i tot sistemes com una Raspberry o similar. Això permet que hi hagi una major flexibilitat a l'hora de realitzar proves, o reconfigurar el sistema per a adaptar-lo a un nou model de recepció, per exemple canviant la freqüència, modulació, amplada de banda, etc., per la qual cosa es poden reduir els costos, sent un model sostenible. L'objectiu d'aquest projecte és la construcció d'una antena per a la recepció via SDR d'imatges de satèl·lits meteorològics que emeten el seu senyal sense encriptar, com els de la sèrie NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) estatunidenques. L'antena ha de ser capaç de rebre senyals a 137 MHz, que és el rang de freqüències sobre la qual emeten aquests satèl·lits, i el receptor i el programa capturar aquest senyal en àudio per a posteriorment processar-la com a imatge i telemetria. En realitzar-se les proves en el centre d'una gran ciutat serà necessari seleccionar diferents elements perquè la recepció SDR sigui adequada, mitjançant l'ús de filtres d'FM i amplificadors LNA, limitant els costos tenint en compte les diferents ofertes que existeixin en el mercat.