Meteosat

Podívej se na Zemi z vesmíru

V současné době kolem Země na polárních i geostacionárních drahách obíhají rozličné družice, které slouží k dálkovému měření, přenosu dat, jako televizní převáděče a nebo k monitorování počasí a dalších jevů v Zemské atmosféře a blízkém vesmíru. Data, která sbíráme a zpřístupňujeme na Strahově, jsou z družic Meteosat Second Gereration a Meteosat 7, dostupná na adrese:

RxSat.sh.cvut.cz

Jsou to data aktuální, stará přibližně 20 až 30 minut. I bez velkých znalostí z oblasti počasí na nich snadno rozpoznáme blížící se bouřky, postupy front, cyklón poblíž našeho území. A dávají nám také možnosti nahlédnout na počasí i v globální rovině a sledovat např. vznik tropických hurikánů a bouří, ale i dalších jevů jako jsou rozsáhlé lesní požáry a nebo postup stínu Měsíce po zemském povrchu při zatmění slunce. Ty nejzajímavější události, které stojí za zaznamenání archivujeme:

• Rok 2011 z pohledu Meteosatu -- roční animace a průměr snímku z MSG-2.
• Požár rafinérie v Ra's Lanuf -- boje v Libyi a hustý černý dým z hořící rafinérie
• Částečné zatmění Slunce, leden 2011
• Kruhové zatmění Slunce, leden 2010
• Požáry v Řecku, srpen 2009

Přístup ke snímkům

Dle licenčních podmínek provozovatele družic, firmy EUMETSAT, jsou data zpřístupněná pro amatérské a studijní účely, pouze pro členy klubu Silicon Hill, takže stránky RxSat.sh jsou dostupné jen z kolejní sítě. Ovšem EUMETSAT poskytuje i nekódovaná data, každých 6 hodin, ty jsou dostupná a dlouhodobě archivovaná na adrese:

BruXy.regnet.cz (Essential Services Gallery)

Příjem dat, technické podrobnosti

Projekt Meteosat vznikl za účelem vybudovat na Strahově přijímací stanici pro příjěm meteorologických dat a snímků z družic Meteosat. Projekt byl úspěšně obhájen jako diplomová práce na katedře počítačů ČVUT FEL v roce 2008 a v ostrém provozu běží od roku 2009, po vyřešení problémů s antením systémem.

Přijímací stanice nepříjíma data přímo z meteodružic, ale EUMETSAT tyto data po zpracování v primárních stanicích distribuuje prostřednictvím systému EUMETCAST pomocí komerční družice Eurobirt9. Jednoduše řečeno, v počítači je televizní karta pro příjem DVB-S, běžně používaná pro digitální příjem televize, ovšem tomto případě nepřijímá MPEG proud obrazových dat, ale soubory, které jsou dekódovány, nejdříve na surová obrazová data. Tyto obrazy pak dále zpracováváme a tím pak získáváme barevný snímek Země, případně snímek v nějaké jiné spektrální oblasti, např. vodních par nebo infračerveném spektru.

Další podrobnosti naleznete zde:

• Detailní popis distribučního systému a meteorologických dat.
• Dokumentace k projektu (anglicky). Dokument se zabývá nastavení příjmu družicového multicastu v systému GNU/Linux.

Možnosti a cíle

• Využití meteodat: určování a předpovídání vývoje počasí, sledování změn vegetace, detekce rozsáhlých požárů, tropických bouří, sopečných erupcí, sledováni zatmění Slunce, atd.
• Pro studenty, kteři se zabývaji grafikou možnost realizovat se při tvorbe software pro zpracování snímků, např. transformace mapových projekci.
• Přístup k zajímavým datům pro matematiky, kteří studují jevy v atmosféře (snímky po 15 a 5 minutach) pro vytváření modelů, oveřování, atd.

Body realizace

Do budoucna:

• Vývoj SW pro zpracování AVRHH snímků a jejich zpřístupnění na webu.
• Zlepšení uživatelského webového rozhraní, využití produktů typu Zoomify pro snímky s velkým rozlišením.
• Přednášky pro zájemce o družicový příjem, interpretaci meteorologických dat.
• Rozšíření anglické dokumentace a tutoriálů. dokončeno
• Výrazné vylepšení zdrojových kódu a jejich uvolnění pod GNU GLP licencí verze 3.

Červenec 2012: úklid a přestavba kabelů ve strojovně výtahu bloku 4.

Červen 2011: oprava rámečku držícího chladič procesoru, který prasknul sám od sebe po 4 letech provozu .

Leden 2011: přístup k nové službě: Rapid Scanning Service, snímky Evropy, každých 5 minut, ideální pro sledování konvektivních bouří v letních měsících.

Červenec 2010: vylepšení automatické administrace monitorovacími nástroji v Linuxu, občas se vyskytne problém s přístupem k hardwarovému klíči, který vyřeší jen restart. Není nutný ruční zásah administrátora.

Březen 2010: archivace nekódovaných snímků v EUMETSAT Essential Services Gallery

Listopad 2009: vzniká dokumentace popisující zprovoznění příjmu družicových dat prostřednictvím EUMETCastu pomocí GNU/Linuxu a zkušenosti s dlouhodobým provozem přijímací stanice. Stanice je nyní plně automatizovaná, funguje bez nutnosti zásahů administrátora.

Září 2009: rozšíření licence o data z polárních družic AVHRR a dále o příjem kanálu Rapid Scanning Service, který poskytuje snímky Meteosatu 8 každých 5 minut, úprava software pro nové typy družic.

Srpen 2009: ve spolupráci s provozovatelem, firmou EUMETSAT, vyřešen problém s využitím RAM disku pro zlepšení příjmu, díky tomu mohl být příjem rozšířen o další družicová data.

Květen až záři 2009: testování SW vyvinutého pro běh serveru, rozsáhlé odstranění bugů, podpora nových formátů dat; vývoj systémových skriptů pro automatizovanou kontrolu kvality příjmu.

Duben 2009: zpřístupnění dat členům klubu na serveru rxsat.sh.cvut.cz.

Dne 2. 4. 2009 se podařilo rozhocdit příjem EUMETCastu z družice Eurobird9 a to díky novému anténnímu systému. Probíhají práce na zprovoznění přístupu k datům.

Dne 16. 12. 2007 se při prvních testech vyskytnul problém se sílou signálu Eumetcastu na 10853 MHz, v nejbližších dnech bude nutné zpřesnit směřování antény na družici. Síla signálu okolo 50 % neumožňuje signál přijímat, jiné programy se sílou okolo 68 % jsou bez problému. Po zpřesnění směrování předpokládaná síla signálu bude asi 70% pro kanál Eumetcastu.

Postup projektu v fotografiích

Dne 20. 12. 2007 bylo znovuprovedeno směřování, síla signálu pro kanál Eumetcastu je stále pod úrovní použitelnosti. Doinstalování zesilovače nepomohlo.

1. Vyjednání a získání licence.
2. Zakoupení software a EKU klíče pro dekódování.
3. Instalace přijímacího zařízení (parabola + LNB).
4. Zprovozněn server pro přístup k družicovým snímkům: rxsat.sh.cvut.cz.
5. Do serverhousingu byl nainstalován počítač s přijímací kartou SkyStar2 – rxsat.sh.cvut.cz.
6. Konfigurace PC pro zpracování dat a instalace přijímacího software Tellicast do GNU/Linuxu.
7. Zpřístupnění nekódovaných dat veřejnosti.
8. Vývoj softwarové podpory pro registraci zájemců o přístup ke všem datům, archivaci a přístup k datům.
9. Tvorba navazujících projektů. (Současný stav.)

Konfigurace počítače rxsat

• CPU: Xeon (2x Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 2.60GHz, 5186 bogomips)
• RAM: 2074428 kB
• HDD: 2x 200.0 GB SATA
• DVB-S: Techsan Electronics Co Ltd B2C2 FlexCopII DVB chip / Technisat SkyStar2 DVB card (rev 02)

Parametry Skystar 2

• Type : ST STV0299 DVB-S (QPSK)
• Frequency_min : 950000 kHz
• frequency_max : 2150000 kHz
• frequency_stepsize : 125 kHz
• frequency_tolerance : 0
• symbol_rate_min : 1000000 S/s
• symbol_rate_max : 45000000 S/s
• symbol_rate_tolerance : 500 ppm
• notifier_delay : 0 ms

Spolupráce

Vedoucí tohoto projektu je Bruchanov Martin, dotazy a podněty jsou vítány.

Lidé, kteří vydatně pomohli

• Zdeněk Horák (czenda), prezident SU -- pomoc s instalací paraboly na střechu bloku 4.
• Stanislav Hubka, vedoucí areálu Strahov -- pomoc s instalací paraboly, přístup na střechu.
• Martin Smištík (Jappri), Petr Přikryl (mafo.cz) -- pomoc s protažením koaxiálního kabelu od strojovny výtahu do serverovny.
• Jaromír Kašpar (Kaspik) -- vyčlenění hardware pro příjem a zpracování dat.
• Zdeněk Prejza -- správce serverhousingu, pomoc při směřování parboly.
• Jaroslav Haken (Kraken) -- pomoc při směřování parboly.
• Petr Gardian -- pomoc se směřováním antény, překonfigurování systému a hardware v serverovně.
• Ondřej Caletka -- pomoc při konfiguraci iptables a httpd.
• Pavel Boček (Behemot) -- výměna držáku chladiče na CPU.

Poskytli menší pomoc

• Vít Kuchař (Kuchy) -- koupil prošťouchávadlo pro protahování kabelů.
• Jan Fleišmann (Šón) -- zajistil klíče od rozváděče s CISCAma kudy vede důležitý bod kabeláže.
• Radek Šalomon (Šalis) -- půjčení materiálu z studia AVC (prodlužovačka, vysílačky, baterie pro miniTV).
• David Hromádka (Picasso) -- poskytnutí klíčů od serverovny a místnostní se vzduchotechnikou, server housing.
• údržbáři SÚZ z bloku 1 -- zapůjčení nářadí a příklepové vrtačky.

Rozpočet

• drzak anteny ... 260
• srouby pro držák ... 132
• parabola 85cm ... 990
• LNB ... 490
• koax, 15 Kc/m (60 m) ... 900
• F-konektory ... 60
• vulkanizační páska ... 82
• PCI karta Technisat ... 1714
• EKU klic (USB klicenka s digitalnim klicem) ... 40 EUR
• Software TELLICAST ... 60 EUR
• Občerstvení pro pomocníky ... 83
• Teplovodivá pasta pod chladič 1,5 g AK-455 ... 69,50
• Prodlužovací kabel 3m/6 ... 96
• Zesilovač 16 dB pro pásmo 950—2100, SLV 5060 ... 330
• Stranový klíč 13 ... 48
• Strahový klíč 17 ... 48
• Celkem ... 4856,50 Kč + 100 EUR

Doplňující inforace a odkazy

• Amatérský příjem a využití dat z meteorologických družic. (BruXy.REGNET.CZ.)
• Stránky firmy Eumetsat
• WX Sat Status report
• Nástroje pro zpracování snímků od Davida Taylora – MSG Data Manager, GeoSatSignal a další
• XRIT2PIC – software pro transformaci přijatých dat na obraz pro Windows, Linux, Solaris
• Informace na stránkách ČHMÚ