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Text File  |  1993-06-11  |  15KB  |  372 lines
  1.     The following article was reposted to rec.ham-radio by Richard Crisp
  2. (crisp@mips.com) in late 1990; I'm not sure if he's the original author.
  3. Questions on this topic should be directed to Usenet group
  4. rec.radio.amateur.misc, not sci.space.
  5.  
  6.  
  7.     HOW TO RECEIVE APT PICTURES FROM THE NOAA SATELLITES
  8.     ----------------------------------------------------
  9.  
  10. So  you  have  decided you want to receive the NOAA and Russian METEOR
  11. orbiters  and  you  have  a  radio  that  receives  137.500  MHz and a
  12. computer.  So  now what do you do? I hope this short dissertation will
  13. steer you in the correct direction.
  14.  
  15. To  display a picture from the orbiting birds you need several things.
  16. First  you  need  to  'acquire' the satellite. This means you need the
  17. program to calculate its position at any time and determine if you can
  18. hear  the  signals from the 'bird'. The best place to get this program
  19. is  probably AMSAT-NA an organization dedicated to AMateur SATellites.
  20. They have several very good tracking programs for the IBM and also for
  21. Commodore  and    Apple as well. After you have acquired the program and
  22. have it running on your computer, you then need the Keplerian Elements
  23. for  the  NOAA    satellites.  These  elements  as well as some tracking
  24. programs  are  available from the CELESTIAL RCP/M, run by TS Kelso, at
  25. 513-427-0674 (Fairborn,OH) and from the Weather Fax and Remote Imaging
  26. DATALINK BBS run by Dr. Jeff Wallach, N5ITU as bulletins for some 80 +
  27. sets of satellite  data.   Another bulletin also tells you to what the
  28. printed  numbers  correspond  so  you can enter them into the computer
  29. program.  Use  the  newest  elements  you  can    find  as  the orbiting
  30. satellites are subject to forces which change their orbits. If you use
  31. Keplerian Elements more than 3 or 4 weeks old, your chances of hearing
  32. the bird are reduced.
  33.  
  34. Once you are tracking the birds you should hear them on your receiver.
  35. They  will be  on 137.62 (NOAA-11), 137.500 (NOAA-10), 137.850 (Meteor
  36. 3-2), 137.4 (Meteor 2-16), 137.3 (Meteor 2-17 and 2-18). Now comes the
  37. first  thing different about NOAA orbiters. The frequency deviation of
  38. the  FM transmission is about +/-18-20 kHz. This is 4 times the normal
  39. deviation  of  a police call and 1/3 the deviation of the FM broadcast
  40. band   FM   signal.   If   you    receive  the  signal  on  the  regular
  41. communications    width  of  the    scanner the light areas of the picture
  42. will be noisy and the signal will sound distorted and the picture will
  43. basically  be useless. If you use the FM broadcast bandwidth (assuming
  44. your  scanner  will let you), the signal will be weak and there may be
  45. too much background noise to see the picture.
  46.  
  47. So  what  now ?   Well there  are two  ways to fix the problem, find a
  48. receiver  with    the  proper I.F. bandwidth filter of 50 kHz, or modify
  49. the  I.F.  of  your scanner to about 50-80 kHz. The simplest mod which
  50. has  been  found to be workable is to remove the narrow communications
  51. I.F.  filter  and  replace it with a 0.01 uFd capacitor. This provides
  52. for  good  Wefax  pictures  from  GOES    and  pretty  fair NOAA orbiter
  53. pictures.  It  can of course result in retuning the radio, voiding the
  54. warranty and making the squelch not work properly.
  55.  
  56. The  other  characteristic of the NOAA satellite transmissions is THEY
  57. ARE  WEAK.  To    get  good  pictures  over a large area we have found a
  58. pre-amplifier  to  be  essential. A GaAs-FET type can be obtained from
  59. various  sources at a reasonable price but still about 50-100 dollars.
  60. You  can  also build one for about 25 dollars from plans for a pre-amp
  61. for the 2-meter amateur band and tune it to 137.5 easily.
  62.  
  63. Lastly,  but  importantly,  the antenna can be of an omni directional,
  64. uniform pattern type such as a turnstile antenna similar to those used
  65. in  the  FM  broadcast reception business but of course tuned to 137.5
  66. MHz. Mount the pre-amp at the antenna if possible. Crooked coathangers
  67. on  broomsticks  have  been  known to work, and it is not difficult to
  68. build  the antenna. Of course 2-meter beams with Az/El tracking will do
  69. the job well.
  70.  
  71. Now that you have a nice audio signal from the satellite, what happens
  72. next? The audio tone of 2400 HZ which is the carrier tone that is used
  73. to  carry  the    picture  information (video), must be detected and the
  74. video  data converted from analog to digital and then displayed on the
  75. computer monitor by the software. The hardware and software to do this
  76. is  available  from  several  sources  with more coming along. Several
  77. stand-alone  boxes  are  also  available  that    produce  some  form of
  78. computer  output either in printed form or on the display. In addition
  79. the  people  on the DATALINK BBS may also have some data to share with
  80. you regarding this equipment.
  81.  
  82. One  of  the  best  sources  for  information is the WEATHER SATELLITE
  83. HANDBOOK available from Dr. Ralph Taggart of Michigan State University
  84. at  602  S. Jefferson, Mason, MI 48854 for $15.00. Taggart also writes
  85. the monthly WEATHERSAT column which appears in '73 Magazine. A must is
  86. THE  JOURNAL  OF  THE  ENVIRONMENTAL  SALELLITE AMATEUR USERS' GROUP -
  87. JESAUG    - which is published quarterly. It is available for $30.00 per
  88. year  from  the  editor,  Jeff Wallach, PO Box 117088 Carrollton, TX.
  89. 75011-7088       Back issues of the JESAUG are also available.
  90.  
  91. At  the  present  the  simplest  software  for    the  IBM  is the Elmer
  92. Schweittek  MULTIFAX  software.  A  hardware kit is available from A&A
  93. Engineering  which  includes  the  video  dectector  circuit  and  A/D
  94. converter.  Input to the PC is via the game port. If you want to build
  95. your  own,  complete documentation to build an interface circuit on an
  96. IBM  PC  prototyping  board is available from H. Paul Shuch, N6TX, for
  97. $6.00 - FAXBOARD.
  98.  
  99. The  WEPIX(tm) software and hardware is available from Encomm. It will
  100. produce  pictures  of  1200 lines by 800 samples per line displayed at
  101. 640  x    350  pixels  in 16 shades of gray or 16 colors using an IBM PC
  102. with 640kB, EGA card and at least one 360k disk.
  103.  
  104.  
  105.  
  106.              'Typical' APT Receiving Station
  107.              -------------------------------
  108.  
  109.  
  110.     [1]   ANTENNA
  111.          -
  112.     [2]   PRE-AMP
  113.          -
  114.          -
  115.          -
  116.          -                [ STAND ALONE UNITS ]
  117.          -
  118.     [3]   RECEIVER    ----------------->  FAX MACHINE  ---> PAPER
  119.          -                WRASSE UNIT  ---> MONITOR
  120.          -                YU3UMV UNIT  ---> MONITOR
  121.          - - - - VCR
  122.          -
  123.          -
  124.          -
  125.     [4] - VIDEO DETECTOR   -
  126.         -               -
  127.         -               -
  128.     [5] - ANALOG/DIGITAL   -
  129.         -               -
  130.         -               -        [ SCAN CONVERTERS ]
  131.         -               -
  132.     [6] - INTERFACE TO PC  - <=======>  ROBOT 1200
  133.         -               -        TAGGARTS'S WSH
  134.         -               -        IMAGEWISE
  135.         -               -
  136.     [7] -     SOFTWARE      -        ** SECOND DISPLAY **
  137.         -               -           for weather images
  138.         -               -
  139.         -               -
  140.     [8] - GRAPHICS ADAPTOR -
  141.          -
  142.          -
  143.          -
  144.          -
  145.     [9]   PC DISPLAY / MONITOR
  146.  
  147.          Display weather images
  148.          (or commands for SCAN CONVERTERS)
  149.  
  150.  
  151.        [10]   PC PRINTER / DOT MATRIX / LASER
  152.  
  153.  
  154.  
  155.        NOTES:
  156.        ------
  157.  
  158.           [4] VIDEO DETECTOR, [5] ANALOG/DIGITAL CONVERTER, and
  159.           [6] INTERFACE TO PC may be in seperate hardware units
  160.           or all on one circuit board.
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167. Sources:
  168. ----------------------------------------------------------------------
  169.  
  170. NOAA Data / Keplerian Elements:
  171.  
  172. DATALINK RBBS, N5ITU, Dr. Jeff Wallach, 214-394-7438,
  173.  DALLAS REMOTE IMAGING GROUP ELECTRONIC BULLETIN BOARD
  174.  UPDATES ON NOAA BULLETINS, SATELLITE LAUNCHES, FREQUENCIES
  175.  DISPLAY PICTURES FROM NOAA SATELLITES ON YOUR OWN P.C.
  176.  
  177. CELESTIAL RCP/M, TS Kelso, 513-427-0674, NASA Prediction Bulletins      |
  178.  are online and updated several times weekly                  |
  179.  
  180. Satellite Tracking Software:
  181.  
  182. AMSAT-NA,  PO  Box  27, Washington, DC 20044, Software Exchange,
  183.  phone 301-589-6062 (voice), N4HY - QUIKTRAK, W0SL - ORBITS II,III,IV
  184. Roy D. Welch, W0SL, 908 Dutch Mill Drive, Manchester, MO 63011,
  185.  phone 314-391-1127, ORBITS II-EGA, ORBITS III-EGA, ORBITS IV-VGA      |
  186. DATALINK BBS, download SATTRAKx.ARC, SEESATxx.ARC and others
  187. CELESTIAL RCP/M, TS Kelso, 513-427-0674, SATTRAKx.ARC or SEESATxx.ARC      |
  188. Astronomical Data Service, Rodger Mansfield, 3922 Leisure Lane,
  189.  Colorado Springs, CO 80917-SPACE BIRDS program and Newsletter, $40.
  190.  
  191. Receivers:
  192.  
  193. Vanguard Labs, 196-23 Jamaica, Hollis, NY 11423,
  194.  phone 718-468-2720
  195. Hamtroincs, Inc.,65-D Moul Road, Hilton, NY 14468-9535
  196.  phone 716-392-9430
  197. DARTCOMM, Mr. N. Hearn, DARTCOMM Ferndale, Postbridge, Yelverton,      |
  198.  Devon PL20 6SY, Great Britain, UK, phone 011 44 0822 88253          |
  199.  
  200. Crystals:
  201.  
  202. JAN  Crystals,    2400  Crystal  Dr,  Fort  Myers,  FL 33906-6017,
  203.  phone 1-800-237-3063 or 813-936-2397
  204.  
  205. Pre-Amps:
  206.  
  207. THL/Encomm, Inc, 1506 Capital Ave, Plano, TX 75074, phone 214-423-0024
  208. Spectrum   International,Inc.,    Box  1084,  Concord  MA  01742,
  209.  phone 617-263-2145
  210. Vanguard Labs, Hamtronics and GLB for Helical RF Filters for intermod
  211. Ehrler-DuBois Very High Performance LNA for 1500-1750 Mhz, contact      |
  212. Greg Ehrler or John DuBois via DATALINK                      |
  213.  
  214. Antennas:
  215.  
  216. ARRL Handbook, 1986, turnstile over ground antenna.
  217. ARRL Satellite Experimenter's Handbook by Martin Davidoff, K2UBC
  218. Modern Electronics, September 1988, Hank Brandli article, page 82,
  219.  Receiving Satellite Weather Photos
  220.  
  221. Hardware Interface to PC:
  222.  
  223. A&A  Engineering,  2521  W. La Palma, Unit K, Anaheim, CA 92801,
  224.  phone 714-952-2114 - both AM dectector and A/D converter, input to PC
  225.  via game port (4-bits) or parallel I/O Interface (8-bits) - kit is
  226.  $50. - assembled and tested unit is $70.
  227. Microcomm,  H. Paul Shuch, N6TX, 14908 Sandy Lane, San Jose, CA 95124,
  228.  phone 408-377-6137 - FAXBOARD - A Weather Facsimile Display Board for
  229.  the  IBM  PC  -  Complete  documentation  to build your own interface
  230.  circuit  on  an  IBM  PC  prototyping    board - video and an 8-bit A/D
  231.  interface - $6.00
  232.  
  233. Video Detectors:
  234.  
  235. RTM  Circuit  Boards,  205  Elm  St.,Van  Horne, IA  52346-0400,
  236.  video detector  (the 'Wilson Board')  see QST Magazine, Jan '86 and
  237.  Vince Coppola's  article in Oct 1988  73 Magazine
  238. QST Magazine, August 1985, Grant Zehr article, page 27, video detector
  239.  circuit
  240.  
  241. A/D Converter & Parallel I/O Interfaces for the IBM PC:
  242.  
  243. MetraByte,  440  Myles Standish Blvd., Taunton, MA 02780, Model PIO-12
  244.  board for the IBM PC, phone 617-880-3000
  245. John  Bell  Engineering, Inc, 400 Oxford Way, Beimont, CA 94002,
  246.  phone 415-592-8411
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253. Sources:
  254. ----------------------------------------------------------------------
  255.  
  256. Display Software and Hardware - 'Amateur':
  257.  
  258. Encomm,  Inc.  1506  Capital, Plano, TX 75074, WEPIX(tm) system,
  259.  phone 214-423-0024
  260. Multifax, Elmer Schwittek, 2347 Coach House Lane,Naples, FL 33942,
  261.  phone 813-434-2268 - Multifax 3.3 for EGA, 2.x for CGA on the IBM-PC      |
  262. Clay Abrams Software, 1758 Comstock Lane, San Jose, CA 95124, software
  263.  for the ROBOT 1200 - see QST Magazine, Jan '86
  264. Ralph  Taggart,  602  S. Jefferson, Mason, MI 48854, Weather Satellite
  265.  Handbook  Scan  Converter  -  for  the  Radio    Shack  CoCo3  - see 73
  266.  Magazine, Nov '84 and Dec '84 and Handbook. Ralph Taggart also writes
  267.  the WEATHERSAT column for 73 Magazine.
  268. ImageWise Display/Receiver, Circuit Cellar Inc. - Micromint Inc.,
  269.  4  Park Street, Vernon, CT 06066, phone 203-875-2751 - BYTE Magazine,
  270.  May, Jun, Jul, Aug 1987.   JESAUG 88-2 and Oct 1988  73 Magazine have      |
  271.  information  on  how  to  build  the video and A/D interface. Ver 2.0      |
  272.  software  supports  VGA  graphics and 640 samples per line at 64 gray      |
  273.  levels.  With    VGA  the  ImageWise  Display unit is not required. The      |
  274.  software  is  available for $29.95 from Vince Coppola, N1VC, 6 Bobbin      |
  275.  Road, Terryville, CT 06786                          |
  276. ASAT: An Apple-based Satellite Imaging System by Grant Zehr, WA9TFB -
  277.  QEX  Magazine,  March    '88  -    has  complete  information to build an
  278.  excellent  unit  using  the  APPLE  with a Redshift Ltd graphics card
  279.  giving 256 * 256 pixels at a full 256 levels of gray.
  280.  
  281. AMIGA Imaging Software - Dallas Remote Imaging Group              |
  282.              PO Box 117088                      |
  283.              Carrollton, TX 75011-7088              |
  284.              Voice 214 394 7325                  |
  285.  Uses standard Amiga hardware - no special display              |
  286.  Powerful NASA digital enhancement curves built-in              |
  287.  Digital image processing capabilities                      |
  288.  Uses A&A Engineering $49 demodulator                      |
  289.  Image saved for use by other graphics programs                  |
  290.  Full histogram analysis                          |
  291.  Full 8 bit data is stored on diskette or hard disk              |
  292.  Unattended operation                              |
  293.  Can be setup in 30 minutes                          |
  294.  Call for special pricing                          |
  295.  
  296. IBM-PC    Interface  Card  and Software - Jim MacLean and Paul Atkinson,      |
  297.  2112 Parsons Avenue, Melbourne, FL 32901, 407-727-3646 - plug in card      |
  298.  for   IBM  XT    or  AT,  9600  samples/second  at  8  bits,  automatic      |
  299.  synchroniztion  for  NOAA,  METEOR  and WEFAX, data saved realtime to      |
  300.  hard disk, supports CGA, EGA, and VGA, $300 for hardware and software      |
  301.  
  302. Complete Systems - Hardware and Software:
  303.  
  304. Dallas Remote Imaging Group                          |
  305.        P.O. Box 117088                              |
  306.        Carrollton, Texas 75011-7088                      |
  307.        214 394 7325                              |
  308.  Complete Earth-Scan Amiga turnkey system ready to put on air          |
  309.  
  310. YU3UMV    Digital  Storage  and  Scan  Converter    for  Weather Satellite
  311.  Images,  described  in  VHF  Communications Magazine, Winter 4/82 and
  312.  Spring  1/83  -  Modifications  are described in the Satellite Users'
  313.  Group    Journal - JESAUG - available from Jeff Wallach. Back issues of
  314.  VHF Communicatons and the YU3UMV printed circuit boards are available
  315.  from  Fred Sharp, TimeKit, P.O. Box 22277, Cleveland, OH 44122, phone
  316.  216-464-3820.
  317. Loren  Johnson,  P.O.  Box  219,  Cleveland,  MN 56017, system for the
  318.  IBM-PC  -  $750,  phone  507-931-4849
  319. WEATHERTRAC[tm] IBM-PC Based Satellite Image Acquisition and Animation      |
  320.  System  -  $1885  for    EGA - $3495 for VGA, Fred Bartlett, Softworks,      |
  321.  Inc,  Allentown,  PA, phone 215-395-4441 or George Isleib, Lehighton,
  322.  PA, phone 717-386-4032
  323. TRUfAX    by  CompuMAX  IBM-PC  based  facsimile system - $600, Compumax
  324.  Corporation,  26 West Boylston Street, West Boylston, MA 01583, phone
  325.  617-835-2722
  326.  
  327. Satellite Meteorology:
  328.  
  329. Satellite  Imagery  Interpretation  for  Forcasters  -    a 3 volume set      |
  330.  published  in    1985  for NOAA now available from the National Weather      |
  331.  Association,  4400  Stamp  Road,  Room  404,  Temple Hills, MD 20748,      |
  332.  301-899-3784,    $32  for  members, $45 for non-members ( Membership is      |
  333.  $20. )                                      |
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338. Bibliography - Online DATALINK Bulletins:   (214 394 7438 -- BBS)
  339.  
  340. NASA Satellite Prediction Bulletins, NASA-PB.xxx
  341. How to use NASA 2-Line Keplerian Elements
  342. AMSAT Bulletins and Weekly Notes / Orbital Elements
  343. NOAA APT NOTES
  344. NOAA User Bibliography
  345. Summary of Soviet Meteorological Satellites by Grant Zehr
  346. How to Build a Weather Satellite Groundstation (This Primer)
  347. Wrasse Dedicated System Review
  348. GOES VAS Imaging System for the IBM PC, John DuBois W1HDX          |
  349. LNA for WEFAX-VAS-HRPT-GPS, John Dubois and Greg Ehrler              |
  350. GOES WEFAX Information Note 89-W1 (3/89)                  |
  351. GOES I-M Converence Summary                          |
  352. Dallas Remote Imaging Group online Image Files                  |
  353.  
  354. Review DATALINK RBBS bulletins for current information ====> 214 394-7438
  355.  
  356.  
  357. DALLAS REMOTE IMAGING GROUP - DRIG  Voice: 214 394-7325
  358.                      Data: 214 394-7438
  359. P.O. Box 117088
  360. Carrollton, TX 75011-7088
  361. ATTENTION:  Jeff Wallach, Chairman
  362.  
  363.                                       |
  364.                            New or Changed Items = |
  365.                                       |
  366.  
  367. --
  368.             Richard Crisp           crisp@mips.com
  369.         MIPS Computer Systems         !decwrl!mips!crisp
  370.          928 Arques MS 2-02           (408) 524-8177
  371.          Sunnyvale, Ca 94086
  372.