home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT_ZIP / spacedig / V11_5 / V11_523.ZIP / V11_523
Internet Message Format  |  1991-07-08  |  23KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from beak.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/AaRR:2e00VcJED:E5O>;
  5.           Wed, 13 Jun 1990 01:43:31 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <QaRR9Xm00VcJ0D8U5g@andrew.cmu.edu>
  7. Precedence: junk
  8. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  9. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  10. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  11. Date: Wed, 13 Jun 1990 01:43:00 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V11 #523
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 11 : Issue 523
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.           Sorry state of US Space Program...
  18.              Re: Weather Satellite Photos
  19.  
  20. Administrivia:
  21.  
  22.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  23.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription notices,
  24.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  25.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  26.  
  27. ----------------------------------------------------------------------
  28.  
  29. Date: 12 Jun 90 00:52:40 GMT
  30. From: nsc!pyramid!infmx!billd@decwrl.dec.com  (William Daul)
  31. Subject: Sorry state of US Space Program...
  32.  
  33. First, let me say I MISS having the country and leaders
  34. being interested in the the Space Program...
  35.  
  36. We should stick with what we do best...spend money on
  37. the Defense Department, cut the budgets of everything
  38. else, hide our head in the sand ignoring the National
  39. Debt.  No other country can come close to us in these
  40. areas.
  41.  
  42. --Bi((
  43.  
  44. ------------------------------
  45.  
  46. Date: 12 Jun 90 13:56:10 GMT
  47. From: swrinde!emory!sol.ctr.columbia.edu!IDA.ORG!roskos@ucsd.edu  (Eric Roskos)
  48. Subject: Re: Weather Satellite Photos
  49.  
  50. henry@utzoo.uucp (Henry Spencer) writes:
  51.  
  52. >US weather-satellite pictures are free to anyone who feels like receiving
  53. >them; there are a good many amateurs doing so.  Unfortunately, to do this
  54. >you need special electronics -- it's not in the commercial comsat frequency
  55. >bands -- and there's a fair bit of hardware involved.  For the low-orbit
  56. >birds (I forget where NOAA 6 is), you also need tracking programs and
  57. >a computer-controlled antenna.
  58.  
  59. Well...  actually that depends on which kind of photos you want to
  60. receive.  During the hurricane season (and sporadically at other times)
  61. I put satellite photos from NOAA-9, NOAA-10, NOAA-11, and occasionally
  62. the Soviet Meteor satellites, on VMD.CSO.UIUC.EDU in the directory
  63. PHIL.515.  NOAA-6 is not operating any more.  NOAA-9 has mostly failed,
  64. but still has some working parts, including the visible and near
  65. infrared sensors of the AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)
  66. used to produce the familiar satellite pictures.  NOAA-10 and NOAA-11
  67. are still working well.  NOAA-10 goes by in the mornings around 8-9AM
  68. local time, NOAA-11 around 2PM local time, NOAA-9 in the evenings around
  69. 5:30PM local time.  (These times are for daylight savings time.)
  70.  
  71. I receive these pictures at home using a home-made "turnstile-reflector"
  72. antenna, which is fixed in position (omnidirectional), a PC, and a small
  73. crystal-controlled VHF receiver.  As you can see if you look at some of
  74. the pictures in the above directory, I tend to have trouble with signal
  75. fading, but that is mostly because the antenna is located on the balcony
  76. of a brick and concrete apartment building, which gets in the way of the
  77. satellite as it is going overhead.  (The apartment complex doesn't allow
  78. visible outside antennas.)
  79.  
  80. The cost of the overall system varies depending on what it does, but is
  81. very inexpensive compared to most satellite equipment.  In my case I
  82. built a lot of it myself to reduce the cost further, although buying
  83. ready-made equipment is not that bad (about the same price range as a
  84. good VCR.)
  85.  
  86. These pictures are in the "APT" (Automatic Picture Transmission) format,
  87. a very slow-scan analog raster format developed in the early 1960s for
  88. use with simple drum-type mechanical recorders.  Since it is so simple,
  89. it also works well with PCs. 
  90.  
  91. There are other digital services from these same satellites, though,
  92. which give higher-resolution pictures.  Those do require a tracking
  93. antenna, as well as hardware to receive and decode the digital
  94. transmissions.  For the slight difference in picture quality I've seen
  95. in examples of PC-based equipment for these digital pictures, it's
  96. better just to use the APT service and enhance the image with
  97. conventional image enhancement techniques.  The major advantage from the
  98. digital services is that you can get a lot of other information (sensors
  99. that detect the ozone layer, incoming radiation from space, etc.  are
  100. all encoded in the telemetry frames, along with all four of the
  101. downward-looking image sensors).  I don't have any equipment for that so
  102. I don't know how well it works for home use, although some people do
  103. have home stations for this service (called HRPT, High Resolution
  104. Picture Transmission).  Stations for that service cost in the thousands
  105. of dollars. 
  106.  
  107. You can also receive occasional pictures rebroadcast on shortwave (HF)
  108. from NOAA's "GOES TAP" wire service by various stations on the east and
  109. west coast, but the quality of the pictures is not as good as normal
  110. GOES images (though it tends to be better than the ones shown on TV).  I
  111. find I can rarely receive the shortwave pictures during the summer,
  112. though, due to my location.  If you are in the California area it is
  113. supposed to be much better, since NOAA runs a station there (NMC) with a
  114. directional antenna; its primary lobe goes out across the Pacific, aimed
  115. at Hawaii, but the two side lobes go up and down the west coast.  There
  116. are some pictures put in the same directory (above) by someone else who
  117. has a GOES station (that also requires a dish antenna, but a fixed one)
  118. fairly regularly at present.  Several universities have said they are
  119. going to put together an automated system to make GOES pictures
  120. available on the Internet, but none have gotten it working yet. 
  121.  
  122. Following are some notes I put together some time ago on how to receive
  123. APT pictures directly from the satellite.  These notes were originally
  124. put together for a group of amateur meteorological satellite users. 
  125. I did some cursory editing just now to update a few things, but it is
  126. basically unchanged from the original November 1989 posting date.
  127.  
  128. Some notes on weather satellite reception
  129. E. Roskos  11/7/89
  130.  
  131. There are three sources of weather satellite imagery that are easily
  132. accessible by amateur users.  These are HF (shortwave) broadcasts from
  133. NOAA's NMC radio station in San Francisco and the Navy's NAM radio
  134. station in Norfolk, VA; direct reception from polar orbiting satellites;
  135. and direct reception from geostationary satellites.
  136.  
  137. All these sources use variations of the APT (automatic picture
  138. transmission) format developed in the 1960s for use with fairly simple
  139. mechanical recording equipment.  Surplus equipment from the 60s and 70s
  140. is available to record these images, but it is much more cost-effective
  141. to use a computer to record the images.  The image quality is also
  142. usually better, except with the highest-cost equipment (surplus
  143. equipment which records on photographic film, and typically costs
  144. $1000-$2000, gives better pictures but also requires a lot of
  145. maintenance).  The lower-priced (~$600) equipment either records on wet
  146. electolytic paper, which has limited contrast and limited resolution, or
  147. on plain paper using a carbon transfer process, which only gives solid
  148. black / solid white images, and is only suited to weather maps. 
  149.  
  150. The APT format transmits in a raster image similar to that used by a
  151. television, but transmitted at a much slower rate: the HF and polar
  152. satellite transmissions send 2 scan lines per second, while the
  153. geostationary satellites send 4 scan lines per second.  Because the data
  154. is transmitted so slowly, it is relatively easy to decode and display on
  155. a personal computer. 
  156.  
  157. The following equipment is needed to receive these images:
  158.  
  159. 1) An antenna.  For HF transmissions, a regular long wire shortwave
  160.    antenna, or a directional "beam" antenna, is used.
  161.  
  162.    For polar orbiting satellites, a "turnstile-reflector" antenna is
  163.    the most economical; people wanting to receive a strong signal for
  164.    the longest time possible sometimes build much more elaborate,
  165.    rotatable antennas, but when starting out a turnstile-reflector
  166.    (T-R) antenna is adequate.  It consists of four pieces of wire of
  167.    a specific length, mounted parallel to the ground in an X shape a
  168.    specific distance above a reflector made of "hardware cloth" wire
  169.    screen.  This antenna actually consists of two dipole antennas
  170.    mounted at 90 degrees to each other.  The only difficult part of
  171.    building this antenna is that these two dipoles must be connected
  172.    by a length of cable that will serve to delay the signal from one
  173.    of the dipoles by 90 degrees relative to the other antenna.  In
  174.    reality, even this T-R antenna is not strictly necessary; a simple
  175.    dipole antenna can be used, although periodic signal fading results.
  176.    Another alternative is to use a discone antenna (about $90) made to
  177.    receive VHF (police, fire, etc.) communications, or a VHF active
  178.    antenna (about $300) if space is very limited.
  179.  
  180.    For geostationary satellites, the best antenna is a dish antenna.
  181.    "Loop yagi" antennas are also available that consist of a long rod
  182.    with loops of aluminum spaced at specific intervals along it; I don't
  183.    have any experience with these antennas, so I don't know 1sthand how well
  184.    they work, but it's claimed they work reasonably well.  The geostationary
  185.    satellites are generally harder to receive and require more equipment,
  186.    though, and the images produced by them are of relatively large areas,
  187.    so polar satellites tend to be better for starting out, since they also
  188.    give "close up" images of the local area.
  189.  
  190. 2) A receiver.  A high-end VHF scanner can be used if it provides at least
  191.    a 30 MHz bandwidth, but only the higher-priced scanners provide this,
  192.    since police and fire (and amateur) VHF communications use a much narrower
  193.    bandwidth.  A receiver with a bandwidth that is too narrow will not
  194.    give usable pictures; most of the picture will have "snow" in it rather
  195.    than an image.  The best alternative is to buy a crystal-controlled
  196.    receiver made specifically for the purpose; these are available for
  197.    around $180 (plus crystals, which are around $15).  I currently use
  198.    a modified 2-meter amateur radio receiver, but it is not really adequate
  199.    since it only has a 20 KHz bandwidth, and costs much more that a
  200.    WEFAX receiver.  Unless you have a receiver already that has the proper
  201.    bandwidth, it is a good idea to buy one of the specifically-made
  202.    WEFAX ones.  In any case, the receiver must be able to receive the
  203.    137-138 MHz range; not all VHF receivers will receive this range, since
  204.    it is specifically for weather satellites rather than voice.
  205.    [NOTE: the above crystal-controlled receivers have been discontinued
  206.    by the manufacturer.  The company now produces a tunable receiver for
  207.    about $100 more in place of it which is reported to be much better.]
  208.  
  209.    For receiving HF images, a conventional shortwave that can receive
  210.    single sideband is sufficient.  The $300-range receivers work reasonably
  211.    well if they are fairly stable and can be tuned precisely enough,
  212.    but reception of single sideband is required.
  213.  
  214. 3) A downconverter, if you are receiving geostationary images.  This
  215.    converts the geostationary satellite's signal from its frequency 
  216.    of 1691 MHz, to the 137 MHz range which WEFAX and VHF receivers receive.
  217.    You don't need a downconverter for anything but the geostationary
  218.    satellites (this is one of the reasons the geostationary satellites
  219.    could be considered a "more advanced" satellite to receive).
  220.  
  221. 4) A preamplifier.  This is only necessary if your signal from your
  222.    VHF antenna is not strong enough without it.  If you use one, you
  223.    should get one that can be mounted out at the antenna end of the
  224.    transmission line, so it should be waterproof.
  225.  
  226. 5) A demodulator.  For polar and geostationary satellites, you need
  227.    an AM demodulator; the AM refers to the fact that the audio tone
  228.    produced by the receiver is a 2400 Hz amplitude modulated signal,
  229.    rather than referring to an amplitude modulated carrier signal --
  230.    the RF signals from these satellites are FM.  For receiving images
  231.    from one of the HF stations, you need an FM demodulator, because
  232.    these stations send an audio signal which varies in frequency from 
  233.    1500 Hz to 2300 Hz, rather than varying in amplitude.  Some of the
  234.    FM demodulators you can buy (such as the A&A demodulator I use)
  235.    really are just filters that convert the FM signal to an AM signal;
  236.    you then have to input this to an AM demodulator to get the data
  237.    you need to display the image.  Thus to receive HF images you may
  238.    need both an FM and AM demodulator.
  239.  
  240. 6) Software to display the images on the screen.  One of the better
  241.    starter packages is from Elmer Schwittek in Florida; see below for
  242.    his address.  You can also write your own software if you are good
  243.    at "real time" software.
  244.  
  245. 7) A computer with a display capable of displaying at least 16 distinct
  246.    shades of grey with at least a 640x480 pixel resolution; higher
  247.    resolutions (720x540, 800x600, etc.) are better.
  248.  
  249. 8) For the polar satellites, software for calculating when the satellite
  250.    is coming by.  The "ORBIT23" program on SIMTEL20 is the one I use
  251.    for this, since it is public-domain.
  252.  
  253. That's basically all you need, although getting it all working, eliminating
  254. RF interference from the computer, etc., may require some general experience
  255. with radio.  Receiving the HF images are the easiest, and require the least
  256. equipment and expertise, although depending on where you are and how
  257. good your antenna is, you may find the image quality is limited due to
  258. a weak signal.  The signal for WEFAX images needs to be considerably better
  259. than is required simply to receive human-readable shortwave broadcasts,
  260. since the machine will interpret the noise as part of the image.  I find
  261. that much of the time I only get a marginal image here, although I have
  262. only a very small antenna, and am not in the best location for receiving
  263. the nearby station.
  264.  
  265. Here is a typical station in terms of cost:
  266.  
  267.     Antenna         $35 (build-it-yourself variety)
  268.     Receiver      180
  269.     Demodulators      85 (for both FM & AM together)
  270.     Software      50
  271.             ====
  272.     Total        $350
  273.  
  274. This doesn't include the computer, VGA board, and monitor.  You can also
  275. use an EGA, but you have to have a monochrome display since an EGA can't
  276. display 16 shades of grey.  There are also programs available for the
  277. CGA, but the CGA doesn't really have adequate resolution.  If you are
  278. buying a new display adapter, it's best to pay the extra $100 and buy a
  279. VGA rather than an EGA; you get a lot more flexibility, and can still
  280. buy a monochrome VGA monitor for it for $120 if you need to cut costs
  281. somewhere.  This is much better than buying an EGA and a color monitor,
  282. in my opinion, at least for the purpose of WEFAX images.
  283.  
  284. Following are some references and sources of equipment; I don't have
  285. experience with all the companies listed below, but they all sell
  286. equipment for WEFAX, and have been recommended by others in the past.
  287.  
  288. Books:
  289.  
  290. Martin R. Davidoff, The Satellite Experimenter's Handbook, published by
  291. the ARRL.  This book is essential; it tells how to build the T-R antenna,
  292. tells about weather satellites, gives addresses to write for more
  293. information, and generally has the technical information you need to
  294. get started.  Buy this book first.
  295.  
  296. Larry Van Horn, Communications Satellites, published by Grove Enterprises.
  297. This book is much less essential, but has a chapter on weather satellites
  298. that gives a lot of "vital statistics" about the satellites for those
  299. interested.
  300.  
  301. Georg Klingenfuss, Klingenfuss Facsimile Guide.  A loose collection of
  302. facts about radio facsimile, particularly weather, but geared more towards
  303. European users.  Klingenfuss's English is sometimes very hard to understand,
  304. and the data isn't very up-to-date compared to the other sources, but it
  305. does have some technical details not found in other books, as well as
  306. pictures -- most of the book is pictures of images from various stations,
  307. though many of them are in Europe.  The equipment listed in the book tends
  308. to be high-end, expensive equipment, and isn't always the best available,
  309. so it's best not to rely too heavily on that part.
  310.  
  311. All the above books are available from most of the mail-order shortwave
  312. companies, and most are available from local ham radio dealers.
  313.  
  314. Sources:
  315.  
  316.     Software Systems Consulting
  317.     1303 S. Ola Vista
  318.     San Clemente, CA 92672
  319.     (714) 498-5784
  320.  
  321. This company sells a complete package, including hardware, for $99.00.
  322. I have never used it, but it gets enthusiastic reviews from time to time
  323. on the Usenet.  It seems to simply connect to the RS232 port of the PC,
  324. so I am not sure it gives grey-scale images -- maybe just black and white
  325. weather maps.  It might be a good starter system for someone with a limited
  326. budget, however.  [Note: I have since seen good grey-scale pictures from one
  327. of their packages, so this one is worth looking into.]
  328.  
  329.     Elmer W. Schwittek
  330.     2347 Coach House Lane
  331.     Naples, FL 33942
  332.     (813) 434-2268
  333.  
  334. A good place to start; Schwittek sells three different compiled BASIC
  335. programs (object code only) for the IBM PC: one for the CGA, one for the
  336. EGA, and recently has added one for the VGA, each of which is around
  337. $50.  The programs work with the demodulators from A&A Engineering (see
  338. below).  The manual, though short, gives a good introduction to WEFAX,
  339. gives diagrams for the A&A boards in case you really want to build them
  340. from scratch (it's much better just to buy the board kits from A&A), and
  341. gives sources for equipment.  The program is kind of primitive; it has
  342. the usual BASIC limitations (images are written directly into RAM, then
  343. dumped to disk after you finish recording an image; you have to specify
  344. the RAM buffer via hardware addresses, since it doesn't use the DOS
  345. memory allocation routines, and it's possible to overwrite DOS until you
  346. figure out the proper addresses; etc.) but it's a very good program for
  347. the price, and the manual and hardware gets you started fairly easily. 
  348. He also seems to be very helpful in terms of answering questions. 
  349.  
  350.     A&A Engineering
  351.     Stas J. Andrzewski, W6UCM
  352.     2521 W. La Palma, Unit K
  353.     Anaheim, CA 92801
  354.     (714) 952-2114
  355.  
  356. This company sells good, low-cost demodulator boards that aren't
  357. specific to a given PC.  The AM board has an A/D converter on it which
  358. is necessary to use with the FM board as well, since the FM board only
  359. has a 1-bit digital interface if used on its own.  The AM board's A/D
  360. converter is an 8 bit converter, and the documentation claims it gives 8
  361. bits of data, but in fact the A/D converter is too slow to produce 8
  362. bits of data, so only the high-order 4 bits are usable.  This is OK,
  363. since the PC only can display 4 bits worth of data at once, but if you
  364. want 8 bits you have to build your own A/D converter.  Nevertheless,
  365. it's a good board for the price, and is what I currently use, myself. 
  366. You can get the FM and AM boards and a power supply for a discount over
  367. buying each separately; it's a good idea to buy all 3 since the boards
  368. require 3 different power supply voltages.  The board without the power
  369. supply are around $85; I'm not sure what the price with the power supply
  370. is, but it's not a lot more than that.  They don't come with a case, so
  371. you have to buy one of the experimenter's cases from Radio Shack or
  372. something similar.  I piggybacked mine onto an IBM PC prototype board,
  373. got the power from the PC's power supply, and built the new A/D
  374. converter on the prototype board, but I don't recommend that unless you
  375. feel comfortable building boards to plug into your PC.  The easiest way
  376. (and the way Schwittek recommends) is to interface it to the four button
  377. inputs of the game adapter, and have all the demodulator hardware
  378. external to the PC. 
  379.  
  380.     Spectrum International
  381.     PO Box 1084
  382.     Concord, MA 01752
  383.     (508) 263-2145
  384.  
  385. Sells loop yagi antenna kits (you have to bend the aluminum elements
  386. into loops, etc., so some work is required), downconverters, etc.  I've
  387. seen other companies that advertise already-built loop yagi antennas
  388. instead, but don't have their addresses.  The antennas are fairly
  389. expensive, I think around $300.  Again, it's best to save this for
  390. later and work on receiving polar satellites first.
  391.  
  392.     Hamtronics, Inc.
  393.     65-D Moul Road
  394.     Hilton, NY 14468-9535
  395.  
  396. Sells WEFAX VHF receivers.
  397.  
  398.     Vanguard Labs
  399.     196-23 Jamaica Ave.
  400.     Hollos, NY 11423
  401.  
  402. Sells WEFAX VHF receivers and related equipment.  Used to sell the above
  403. $180 receiver, but discontinued it around April of 1990, replacing it
  404. with a new continuously-tunable receiver (called the WEPIX, I believe). 
  405. They have a bulletin board at (718) 740-3911 which includes
  406. advertisements and prices for their products, although they don't seem
  407. to read it often, so leaving messages on it doesn't seem to do much
  408. good.  Their equipment which I've seen is excellent, designed by an
  409. elderly engineer named Andre Calatayud who has been building the
  410. equipment since 1956.  Their delays between ordering and delivery varies
  411. widely, from a week or so to 1-1/2 months; they apparently redesign the
  412. products from time to time, and if a new design is in process will not
  413. ship until the new version is done. 
  414.  
  415.     Atlantic Surplus Sales
  416.     Ed Bienstock
  417.     3730 Nautilus Ave.
  418.     Brooklyn, NY 11224
  419.     (718) 372-0349
  420.  
  421. Sells surplus WEFAX recorders, VHF receivers, surplus test equipment,
  422. dish antennas, downconverters, etc.  Has a wide variety of equipment,
  423. all of it either surplus or from one of the companies listed above; I
  424. bought a surplus Alden WEFAX recorder from him back before I found I
  425. could do it much better with a computer.  "Caveat emptor" is a good rule
  426. of thumb with this company; it seems to be run by one person, who seems
  427. to have a virtual monopoly on some types surplus WEFAX recorders, and
  428. who seems to have a sort of "old fashoned" way of doing business.  It
  429. took me *months* to get him to ship the machine, and the shipping was
  430. very expensive ($120), but it was a really nice, though technologically
  431. outdated, machine.  When he shipped it, he shipped it in pieces, over a
  432. period of about a week, and I had to call him (not easy since he keeps
  433. unusual hours) to find out what was going on, since I first received
  434. part of a WEFAX machine and a very strange-looking desk, but no
  435. electronics and no manual.  Then the manual arrived, then the
  436. electronics, and, to my surprise, in the end it all fit together into
  437. the desk.  The company has been in business a long time, and they have
  438. an interesting catalog (although it also took 6 months to get the
  439. catalog).  But buying anything from them is an exercise in extreme
  440. patience.
  441. -- 
  442. Eric Roskos, IDA (roskos@CS.IDA.ORG or Roskos@DOCKMASTER.ARPA)
  443.  
  444. "It is so self-conscious, so apparently moral, simply to step aside from the
  445.  gaps where the creeks and winds pour down, saying, I never merited this grace,
  446.  quite rightly, and then to sulk along the rest of your days on the edge of
  447.  rage.  I won't have it."              --A. Dillard
  448.  
  449. ------------------------------
  450.  
  451. End of SPACE Digest V11 #523
  452. *******************
  453.