home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Precision Software Appli…tions Silver Collection 3 / Precision Software Applications Silver Collection Volume Three (PSM) (1993).iso / music2 / sbdsp11.arj / SBDSP.DOC next >
Text File  |  1992-08-29  |  44KB  |  892 lines

  1.  ============================================================================
  2.  
  3.              DALLAS REMOTE IMAGING GROUP BBS    =====>>  214-394-7438
  4.                                          FAX             214-492-7747
  5.                                        VOICE             214-394-7325
  6.  
  7.              DEDICATED TO SATELLITE IMAGERY, SATELLITE TRACKING, NASA,
  8.                           DIGITAL SIGNAL PROCESSING, IMAGE PROCESSING,
  9.                           AMATEUR RADIO, AND ELECTRONIC INTELLIGENCE
  10.  
  11.     PCBoard SUPPORTS 6 Lines (USR Dual Standard V.32bis V.42 24 hrs. Daily)
  12.  
  13.           E-MAIL FOR Weather Satellite Report and InterNet UUCP News Groups
  14.                                                                       
  15.               ON-LINE HAMCALL APPLICATION - LOOKUP HAM CALLSIGNS
  16.               On-Line SATTRAK Satellite Tracking Routines
  17.               On-Line SHOP Satellite Resource Center - On-line Ordering
  18.               On-Line BALLTRAK  Balloon Launch and Tracking Program
  19.  
  20.          THOUSANDS OF IMAGE FILES OF SATELLITE IMAGE AND NASA VOYAGER IMAGES
  21.          SATELLITE TRACKING PROGRAMS, IMAGE PROCESSING, DSP, ATV, SSTV, FAX
  22.  ============================================================================
  23. Documentation for SBDSP - SoundBlaster APT Demodulation Program
  24.  
  25.  
  26. ----------------------------
  27. This program and code are copyrighted material of the Dallas Remote Imaging
  28. Group, and may NOT be copied in any fashion without the written consent of
  29. the Dallas Remote Imaging Group.
  30.                                  
  31.  
  32. Introduction:
  33.  
  34. The SoundBlaster and SoundBlaster Pro audio I/O cards from Creative
  35. Labs, Inc.  are very popular accessories found in many IBM PC compatible
  36. computer systems.  Although the boards are usually used only to provide
  37. music and sound output for computer games, they also support audio input
  38. into the computer.  The standard SoundBlaster supports mono audio I/O
  39. and is available in the $100 price range.  The Pro model supports stereo
  40. and adds a CD/ROM (SCSI) interface.  It costs around $250 dollars.
  41.  
  42. The boards can digitize sound at high speed and, using one of the
  43. computer's DMA (direct memory access) channels, transfer the sound
  44. samples directly into computer memory.    Once in memory the sound samples
  45. are written to disk.  It is this ability to digitize and record sound
  46. that enables the SoundBlasters to be used for the reception and decoding
  47. of APT satellite signals.
  48.  
  49. The output of a radio receiver tuned to an APT signal is just a 2400 Hz
  50. audio tone.  As the satellite scans the earth and clouds,  it varies the
  51. amplitude of the tone in proportion the the brightness of the area that
  52. it is currently observing.
  53.  
  54. -------
  55. What it does:
  56.  
  57.  
  58. If you viewed the contents of the .VOC sample file produced by the
  59. SoundBlaster VREC program with your favorite image processing program,
  60. it would not look at all like a weather satellite photo.  The .VOC file
  61. is like an exposed roll of film.  Its contents must first be "developed"
  62. before you can view the image.    The process of "devloping" the .VOC
  63. file contents into a weather satellite image is called DEMODULATION.
  64.  
  65. Demodulation converts the recorded values of the samples of the 2400 Hz
  66. APT sine wave into their corresponding pixel values.  The desired image
  67. pixel values actually represent the amplitude of each peak in the
  68. APT sine wave signal.
  69.  
  70. Signal sampling theory states that if you are to do anything meaningful
  71. with a digitally sampled signal then you must sample the signal at least
  72. twice as fast as the highest frequency component of the signal.  The
  73. 2400 Hz APT signal needs to be sampled at least 4800 times a second.
  74. Because the APT signal is not a constant tone,    it has freqency
  75. components much beyind 2400 Hz.  Also the laws of thermodynamics (and
  76. life) say that nothing is perfect as theory predicts and you really need
  77. to sample at a higher rate.
  78.  
  79. If we sample the APT signal at exactly 4 times its 2400 Hz
  80. carrier frequency (i.e at 9600 samples per second), each input sample
  81. will be eactly 90 degrees (360/4) in phase apart from its adjacent
  82. samples.  Using the following trigonometry identities it turns out to be
  83. particularly easy to accurately demodulate the APT samples:
  84.  
  85.    cos(x) = sin(90-x)
  86.    sin(x)*sin(x) + cos(x)*cos(x) = 1
  87.  
  88. By substituting the first equation into the last equation we get:
  89.  
  90.    sin(x)*sin(x) + sin(90-x)*sin(90-x) = 1
  91.  
  92. Because each recorded sample of the 2400 Hz APT sine wave is 90
  93. degrees apart from the next sample we can calculate the pixel value as:
  94.  
  95.    pixel = sqrt((sample[t]*sample[t]) + (sample[t-1]*sample[t-1]))
  96.  
  97. The demodulation program just needs to read the .VOC sample file, throw
  98. away the file header information,  adjust the samples for clock/DMA
  99. rate errors and DC offsets, calculate the pixel values from adjacent
  100. pairs of sample values,  scale the results to values from 0 to 255, and
  101. finally write the resulting pixel values to the image file.
  102.  
  103. This could be a very time consuming process when you consider that a
  104. typical 14 minute capture has about 8 million input samples and that
  105. multiples, adds, and square roots are all operations that take lots
  106. of CPU time.  This is particularly true if floating point arithmetic is
  107. used.
  108.  
  109. To make the demodulation program run very quickly a table of all 65536
  110. possible combinations of adjacent 8-bit sample values is pre-computed
  111. according to the above formula.  All the demodulation software then has
  112. to do in order to convert the recorded APT samples into their pixel
  113. values is look up the proper table entry.  No time consuming floating
  114. point arithmetic need be used once the demodulator table has been built.
  115.  
  116. Reading and writing 8 megabyte files is always a time consuming process.
  117. By always reading and writing the sample and image files in multiples of
  118. 512 bytes, the demodulation software takes full advantage of the
  119. behavior of the DOS file system.
  120.  
  121.  
  122. -------
  123. Problems,  problems,  problems:
  124.  
  125.  
  126. Although the SoundBlaster is quite good at adding a little zip to the
  127. odd computer game,  it is far from being a precision signal processing
  128. system.   Using the SoundBlaster card for APT reception presents many
  129. problems.  Fortunately software techniques may be used to overcome
  130. the problems and yield APT images that rival the best commercial
  131. systems.
  132.  
  133. Using the SoundBlaster for APT demodulation presents two main types
  134. of problems:
  135.      1) Sample inaccuacies and offsets
  136.      2) Clock rate and missing sample errors
  137.  
  138.  
  139.  
  140. Sampling a perfect sine wave with a perfect board in a perfect world
  141. should yield a series of samples with an average sample value of zero.
  142. Unfortunately the SoundBlaster circuitry usually adds a small DC offset
  143. to the recorded sample values.    This DC offset can cause noise and
  144. "beat" patterns to appear in the demodulated image file.
  145.  
  146. To remove the effects of any DC offset in the sample values, the
  147. demodulation software calculates the average sample value in each block
  148. of input samples.  This sample bias is then subtracted from each input
  149. sample.
  150.  
  151. The demodulation program is currently a bit paranoid about things and
  152. re-calculates the sample bias for each input block.  It would be a
  153. bit faster to calculate the value for only the first block.  If the
  154. input level to the SoundBlaster board is properly adjusted, the sample
  155. value offset does not seem to change between blocks.
  156.  
  157.  
  158.  
  159. For easy demodulation of the APT signal we need to sample at 9600
  160. samples per second.  If the resulting image is to be properly
  161. synchronized to the satellite data this needs to be EXACTLY 9600 samples
  162. per second.  PRECISELY EXACTLY 9600 samples per second.  How exact?
  163. A typical fourteen minute satellite pass requires an accuracy of around
  164. one part per 10 million...  9600.0000 samples per second.
  165.  
  166. Typically a satellite scans one line of pixels every 1/2 second (120
  167. lines per minute).  At a sample rate of 9600 samples per second, a 14
  168. minute satellite pass generates about 8 megabytes of data.  If the
  169. sample clock rate is only accurate to a mere one part per million, the
  170. resulting image will be skewed 8 pixels from top to bottom.  Although 8
  171. pixels of skew across of screen of 4800 pixel lines is only about a .1
  172. percent skew, it is noticeable if you are looking for it or are wanting
  173. to do some quantitative analysis of the satellite orbit from the doppler
  174. bow.
  175.  
  176. How accurate is the SoundBlaster clock you ask?  It turns out the
  177. closest that you can set the sample rate is around 9620 samples per
  178. second...  an accuracy of around one part in a few hundred...  not even
  179. close.    To make matters worse the clocks on any two SoundBlaster boards
  180. can easily differ by parts per thousand.  Clock errors of this magnitude
  181. cause the image to appear like a TV set that has lost sync.  The image
  182. is an unreadable mess of slanted bars.
  183.  
  184. The DMA circuitry on the SoundBlaster boards can automatically transfer
  185. blocks of up to 32768 signal samples into the computer's memory without
  186. using any CPU time.  Once a block of samples has been DMAed into memory,
  187. the recording software starts DMAing the next block of samples into
  188. another memory area.  While the second block of samples is being
  189. received, the recording software writes the first block to the
  190. computer's hard disk.  The process alternates in a ping-pong fashion
  191. between reading samples into one buffer while writing the other buffer's
  192. data to disk.
  193.  
  194. Unfortunately a few signal samples are lost in the time between the end
  195. of one DMA block and the startup of the next DMA block.  To make matters
  196. worse the number of samples lost depends on the computer system's CPU
  197. type and clock rate.  Faster systems loose fewer pixels between blocks.
  198. Also number of pixels lost seems to depend upon whether the block is an
  199. ODD or EVEN numbered block.
  200.  
  201. Fortunately it is possible to compensate for the errors in the clock
  202. rate and the samples lost between DMA blocks.  The demodulation program
  203. compensates for the pixels lost betwwen DMA blocks by duplicating the
  204. last few samples of each DMA block.  The user can independently specify
  205. the number of samples to add to (or even remove from) the odd and even
  206. numbered DMA blocks with the /O and /E command line parameters.
  207.  
  208. The sample clock rate error is compensated for in two stages.  The first
  209. stage is the coarse adjustment factor.    This factor causes every n'th
  210. input sample to be removed (or duplicated).  By throwing away
  211. every 601'st sample, the 9620 samples per second that the SoundBlaster
  212. produces is cut down to ABOUT 9600 samples per second.    The coarse
  213. adjustment factor can be changed by using the /C command line parameter.
  214.  
  215. The second clock rate adjustment factor is the fine tuning factor.  It
  216. is used to zero in the exact timing value.  It adjusts out any
  217. residual skew in the image caused by variations in individual
  218. SoundBlaster board clock generators.  The fine adjustment factor
  219. works just like the coarse adjustment factor.  It causes every n'th
  220. input sample to be removed (or duplicated).  It may be specified with
  221. the /F command line parameter.
  222.  
  223.  
  224. -----------------------------
  225. Doing it:
  226.  
  227.  
  228. The first step is to connect your satellite receiver to the microphone
  229. input of the SoundBlaster.  You must be very careful to set the
  230. amplitude of the receiver output low enough so that it does not
  231. overdrive the SoundBlaster.  If you overdrive the card its automatic
  232. gain control (AGC) circuitry will attempt to compensate.  This will
  233. cause streaking in the resulting images.
  234.  
  235. To properly set the receiver level use the VEDIT2 program supplied with
  236. the SoundBlaster card.    Select the SCAN INPUT item from the RECORD menu.
  237. This will show a graphical representation of the input signal.    While
  238. monitoring a good satellite pass adjust the receiver level until none of
  239. the signal peaks touch the top or bottom margins of the graph.    Leave a
  240. little safety margin (1/8 inch) just to be safe.
  241.  
  242.  
  243. Once the receiver level has been set,  the next step is to record a
  244. satellite pass to disk.  This is done with the VREC program supplied
  245. with the SoundBlaster card.
  246.  
  247. For the SoundBlaster Pro use the command:
  248.    vrec c:cap /a:mic /m:mono /f:low /s:9620 /l:15 /t:840
  249.  
  250. where:
  251.    c:cap - is the name of the file that you want to write the samples.
  252.        Remember the sample file will be quite large.  Around 600 Kb
  253.        per minute of recording.  In this case the samples will be
  254.        written to the file C:\CAP.VOC
  255.  
  256.    /a:mic  - selects the MICROPHONE input.
  257.  
  258.    /m:mono - selects MONO recording.
  259.  
  260.    /f:low  - sets the LOWPASS recording filter.
  261.  
  262.    /s:9620 - sets the recording sample rate to 9620 samples per second.
  263.          Note the if you ask for values less that /S:9619 the VREC
  264.          program rounds the value down to around 9500 samples per
  265.          second.  /S:9620 is the smallest value that actually
  266.          selects a sample clock greater than 9600 Hz.
  267.  
  268.    /l:15   - sets the microphone level to full open.  Use the receiver
  269.          output level control to adjust the recording level.
  270.          (I don't think this is what this does or is necessary
  271.          any more.    It is left over from early attempts to get
  272.          rid of hum in the image caused by a bad cable)
  273.  
  274.    /t:840  - says to record for 840 seconds (14 minutes).  This value
  275.          can be adjusted to whatever length is desired.
  276.  
  277. After a satellite pass has been recorded and written to disk as a .VOC or .WAV
  278. sound sample file,  the next step is to demodulate the sound sample file
  279. into an image file.  Use one of these commands:
  280.  
  281.    sbdsp c:cap.voc c:cap.img        (SoundBlaster)
  282.    sbdsp c:cap.wav c:cap.img        (ProAudio)
  283.  
  284. This will read the recorded sample file C:CAP.VOC or C:CAP.WAV and write the
  285. resulting image to the file C:CAP.IMG  (remember that these files will
  286. be about 8 Megabytes EACH).  If you do not specify the output file name,
  287. the demodulation program will ask if it is OK to write the output image
  288. over the data in the .VOC file.  This is a VERY time consuming process,
  289. but can be useful if you are short on disk space.  Note that if you
  290. choose to overwrite the input data file,  you cannot experiment with the
  291. various timing adjustments or interrupt the demodulation program.
  292.  
  293.  
  294. Once the input file has been demodulated you can use your favorite
  295. image processing program (such as IMDISP, APTCAP, or SATVIEW) to view
  296. the resulting image.  The file written by the demodulation program is
  297. raw binary 8-bit gray scale image.  Each line is 4800 pixels wide.  A 14
  298. minute pass has 1680 scan lines. (Because of the timing adjustments, etc
  299. the output image may be short a few lines).
  300.  
  301. ---
  302. Tweaking in the timing:
  303.  
  304. What you should see is the APT image complete with the normal "doppler
  305. bow" curve.  The curve in the image is due the speed of light.  Since
  306. light travels at 186,000 miles per second, each pixel of image shift in
  307. the doppler bow (1/9600 of a second) represents about 19.4 miles of
  308. satellite movement relative to the receiver.
  309.  
  310. As the satellite approaches the receiver the radio signal has to travel
  311. less and less distance to reach the receiver.  As the satellite moves
  312. away the radio signal takes longer and longer to reach the receiver.
  313. The point in the doppler bow where the curve changes slope
  314. is the closest point of approach of the satellite pass.
  315.  
  316. In a properly adjusted image,  the shape of the doppler bow curve
  317. should appear symmetrical about the closest point of satellite approach.
  318. If the image is slanted more towards the left or right, or appears like
  319. a TV image that has lost sync then you will need to adjust one or
  320. more of the timing adjustment factors.
  321.  
  322. Usually only the fine timing adjustment (/F) needs to be set.  To get an
  323. idea of the magnitude of the adjustment needed, count or estimate the
  324. number of pixels that the image slants.  (Hint:  use the pan and zoom
  325. features of your image display program.  If your display program
  326. re-sizes the image to fit the screen, remember to count pixels in the
  327. FILE, not those on the screen).  Divide the total file size by the
  328. number of pixels that the image slants from top to bottom.
  329.  
  330.    adjustment factor = (file size / pixels of image slant)
  331.  
  332. The more the severe image slant is, the SMALLER the timing adjustment
  333. factor value.  Subtle image slants are typically corrected with large
  334. valued adjustment factors (say 50,000 - 500,000).  Adjustment factors in
  335. the thousands would be used for images that slant a good portion of the
  336. width of the screen.  Even more severe slants first should be corrected
  337. by tweaking the /C (coarse) timing adjustment.
  338.  
  339. Images that slant to the left use a positive adjustment count.
  340. Images that slant to the right use a negative adjustment count.
  341.  
  342.     ->|      |<- estimate the number of pixels of image slant
  343.       |      |
  344.       |       ----------        ----------
  345.       |     /           /       \           \
  346.       |   /  image   /             \     image     \
  347.       | /       /               \       \
  348.       | ----------             -----------
  349.        Use /F+value            Use /F-value
  350.  
  351.  
  352. The loss of pixels between DMA sample blocks shows up as small
  353. periodic jags in the image of a pixel or so every 6-8 scan lines.
  354. Experiment with the /O and /E command line options may be to minimize
  355. these remaining jaggies.  For these options,  larger values produce
  356. greater effect.  The maximum DMA adjustment factor possible is +/- 255.
  357. Only + values should be needed here.  The software supports - values
  358. just in case...
  359.  
  360.  
  361. The image may look OK except for one or more large and sudden shifts or
  362. discontinuities.  These shifts usually occur on systems with slower hard
  363. drives or CPU's.  The cause is usually the excessive time it takes DOS
  364. to extend or otherwise allocate disk space as it writes the .VOC/.WAV file.
  365. If this occurs in your images, it can usually be fixed by recording the
  366. sample file to a freshly "defragmented" disk.  Use a disk optimizer
  367. program like Norton Utilities or PC Tools to pack the sample file hard
  368. disk drive before running the VREC or RECFILE recording program.
  369.  
  370.  
  371. Once the proper timing adjustment factors have been determined for a
  372. particular computer, they should not need to be changed (except possibly
  373. for a drift in the SoundBlaster sample clock rate with temperature).
  374. A batch file can be created that will automatically use the appropriate
  375. timing factors.
  376.  
  377. --------
  378.  
  379. Updates for using SBDSP with the MediaVision ProAudio Spectrum boards:
  380.  
  381. Version 1.1 of SBDSP now supports demodulation of 8-bit audio .WAV files
  382. such as those produced by the MediaVision ProAudio Spectrum and PAS-16 boards.
  383.  
  384. To use the MediaVision boards you should connect the receiver to the
  385. left channel of the LINE input jack.  The MICrophone input seems to
  386. compand or otherwise mess up the audio samples (just backwards from what
  387. the SoundBlaster seems to do).
  388.  
  389. Mediavision does not seem to supply a recording level monitor program
  390. like VEDIT2 that can be used to adjust the audio input level graphically.
  391. Experimentation is the order of the day here.  On my system I turn down
  392. all the MIXER inputs from the "PAS *" command except for the EXTERNAL
  393. input jack.  I turn this one up ALL the way and connect a receiver that
  394. produces a 1.0 Volt peak-peak audio output.  This seems to produce
  395. demodulated files that have values ranging from 0..160 or so.  A little
  396. more input level would be nice but my all my receivers have their outputs
  397. fixed at the 1.0 V level required by my A&M (R.I.P) demodulator board.
  398.  
  399. If your images are excessively dark crank up the input volume.    If they are
  400. too light or distorted or have noise bars,  crank down the input level.  The
  401. line input of the PAS boards is designed for 2.6 V signals.
  402.  
  403.  
  404. To record a pass for the MediaVision ProAudio Spectrum 16 board use
  405. the command:
  406.    recfile c:cap.wav r9658 8
  407.  
  408. where:
  409.    c:cap.wav - is the name of the file that you want to write the samples to.
  410.            Remember the sample file will be quite large.  Around 600 Kb
  411.            per minute of recording.  In this case the samples will be
  412.            written to the file C:\CAP.WAV    You must manually stop the
  413.            recording because RECFILE does not have a record timer feature.
  414.  
  415.    r9658 - sets the recording sample rate to 9658 samples per second.
  416.        Note the if you ask for values less that R9658 the RECFILE
  417.        program rounds the value down to around 9500 samples per
  418.        second.  R9658 is the smallest value that actually seems to
  419.        select a sample clock greater than 9600 Hz.
  420.  
  421.    8 - forces 8 bit recording (supposedly the default but let's be a bit
  422.        paranoid...)
  423.  
  424.  
  425. Everything is then the same as with the SoundBlaster except there should be
  426. no need to use /E or /O DMA block adjustment factors.  The MediaVision boards
  427. do not seem to lose samples between DMA blocks.  Also the .WAV file format
  428. does not have any internal markers that indicate where DMA blocks begin and
  429. end.
  430.  
  431. -------
  432.  
  433. There are a couple of new command line options in version 1.1:
  434.  
  435.    /I - produce an output files with inverted pixel values (i.e. swap black
  436.     and white).  Very useful with the Infrared (night) imager on the
  437.     Russian Meteor 3 series satellites.
  438.  
  439.    /S=scale - Use to adjust the output pixels for the full dynamic range
  440.           of 0..255.   If the pixels in the demodulated images only
  441.           cover a portion of the desired range of output values,  then
  442.           this value can be increased.  The default is 255.
  443.  
  444.           For example if the output images only have pixels with
  445.           values from 0 to 128,  a value of /S=512 could be used to
  446.           boost the results to 0..255, etc.
  447.  
  448. Finally SBDSP 1.1 also supports raw binary input files.  These raw binary
  449. files should not have any embedded control information or headers.  A header
  450. at the beginning should not cause any major problems and would be demodulated
  451. as data.  Raw binary files MUST have a .BIN extension.    Normally the files
  452. should contain samples with values centered about 128.    To demodulate files
  453. that have normal signed eight bit values centered about 0 use the (untested)
  454. '/Z' option and hope for the best.
  455.  
  456. Dallas Remote Imaging Group BBS ====> 214-394-7438
  457.    
  458.          RECEIVING WEATHER SATELLITE IMAGERY: A BEGINNER'S PRIMER
  459.          --------------------------------------------------------
  460.  
  461.          Courtesy Dallas Remote Imaging Group
  462.          Datalink RBBS ============> 214-394-7438
  463.  
  464.          Dedicated to satellite tracking, decoding of NOAA/Soviet
  465.          meteorological satellite telemetry, and Digital Image
  466.          Processing of satellite pictures.
  467.  
  468.          Jeff Wallach,      N5ITU, Chairman
  469.  
  470.          John Williams,            Co-Chairman
  471.          John DuBois,       W1HDX, VAS/HRPT Design Engineer
  472.          T S  Kelso,               Air Force/NASA liaison
  473.          Ed O'Grady,               Soviet Space Program Analyst
  474.          Mark Sims,                Director Software Development
  475.  
  476.          All aspects of Amateur Radio covered on Datalink RBBS
  477.  
  478.  (IF YOU COPY THIS BULLETIN FOR OTHER SYSTEMS, PLEASE BE KIND ENOUGH
  479.   TO LEAVE  THIS BANNER  AS DUE CREDIT TO THE HARD-WORKING FOLKS WHO
  480.   DEVELOPED AND CONTINUALLY UPDATE THIS INFORMATIVE 'HOW-TO'BULLETIN)
  481.  
  482.                                                 Dayton HamVention  '91
  483.                                                               (rev 14)
  484.  
  485. Tom  Gentry, K5VOU,  has  been  kind  enough  to  help  us prepare the
  486. following:
  487.  
  488.         HOW TO RECEIVE APT PICTURES FROM THE NOAA SATELLITES
  489.         ----------------------------------------------------
  490.  
  491. So  you  have  decided you want to receive the NOAA and Russian METEOR
  492. orbiters  and  you  have  a  radio  that  receives  137.500  MHz and a
  493. computer.  So  now what do you do? I hope this short dissertation will
  494. steer you in the correct direction.
  495.  
  496. To  display a picture from the orbiting birds you need several things.
  497. First  you  need  to  'acquire' the satellite. This means you need the
  498. program to calculate its position at any time and determine if you can
  499. hear  the  signals from the 'bird'. The best place to get this program
  500. is  probably AMSAT-NA an organization dedicated to AMateur SATellites.
  501. They have several very good tracking programs for the IBM and also for
  502. Commodore  and  Apple as well. After you have acquired the program and
  503. have it running on your computer, you then need the Keplerian Elements
  504. for  the  NOAA  satellites.  These  elements  as well as some tracking
  505. programs  are  available from the CELESTIAL RCP/M, run by TS Kelso, at
  506. 513-427-0674 (Fairborn,OH) and from the Weather Fax and Remote Imaging
  507. DATALINK BBS run by Dr. Jeff Wallach, N5ITU as bulletins for some 100+
  508. sets of satellite  data.   Another bulletin also tells you to what the
  509. printed  numbers  correspond  so  you can enter them into the computer
  510. program.  Use  the  newest  elements  you  can  find  as  the orbiting
  511. satellites are subject to forces which change their orbits. If you use
  512. Keplerian Elements more than 3 or 4 weeks old, your chances of hearing
  513. the bird are reduced. 
  514.  
  515. Once you are tracking the birds you should hear them on your receiver.
  516. They  will  be on 137.62(NOAA-9/11), 137.500(NOAA-10), and on 137.850,
  517. 137.400, and 137.300 for Soviet Meteorological Satellites/METEOR.  The
  518. Chinese   satellite   Feng   Yun  transmits  on  137.795  when  it  is
  519. operational.  Now comes the first thing different about NOAA orbiters.
  520. The  frequency deviation of the FM transmission is about +/-18-20 kHz.
  521. This  is  4  times  the  normal deviation of a police call and 1/3 the
  522. deviation  of  the  FM  broadcast  band  FM signal. If you receive the
  523. signal  on  the  regular communications width of the scanner the light
  524. areas of the picture will be noisy and the signal will sound distorted
  525. and the picture will basically be useless. If you use the FM broadcast
  526. bandwidth  (assuming  your  scanner  will let you), the signal will be
  527. weak and there may be too much background noise to see the picture. 
  528.  
  529. So  what  now ?   Well  there  are two ways to fix the problem, find a
  530. receiver  with  the  proper I.F. bandwidth filter of 50 kHz, or modify
  531. the  I.F.  of  your scanner to about 50-80 kHz. The simplest mod which
  532. has  been  found to be workable is to remove the narrow communications
  533. I.F.  filter  and  replace it with a 0.01 uFd capacitor. This provides
  534. for  good  Wefax  pictures  from  GOES  and  pretty  fair NOAA orbiter
  535. pictures  -  see  March  1991,  '73 Amateur Radio Today' article for a
  536. description of this procedure. It can of course result in retuning the
  537. radio,  voiding the warranty and making the squelch not work properly.
  538.  
  539. The  other  characteristic of the NOAA satellite transmissions is THEY
  540. ARE  WEAK.  To  get  good  pictures  over a large area we have found a
  541. pre-amplifier  to  be  essential. A GaAs-FET type can be obtained from
  542. various  sources at a reasonable price but still about 50-100 dollars.
  543. You  can  also build one for about 25 dollars from plans for a pre-amp
  544. for the 2-meter amateur band and tune it to 137.5 easily.
  545.  
  546. Lastly,  but  importantly,  the antenna can be of an omni directional,
  547. uniform pattern type such as a turnstile antenna similar to those used
  548. in  the  FM  broadcast reception business but of course tuned to 137.5
  549. MHz. Mount the pre-amp at the antenna if possible. Crooked coathangers
  550. on  broomsticks  have  been  known to work, and it is not difficult to
  551. build the antenna. Of course 2-meter beams with Az/El tracking will do
  552. the job well.
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558.  
  559. Now that you have a nice audio signal from the satellite, what happens
  560. next? The audio tone of 2400 HZ which is the carrier tone that is used
  561. to  carry  the  picture  information (video), must be detected and the
  562. video  data converted from analog to digital and then displayed on the
  563. computer monitor by the software. The hardware and software to do this
  564. is  available  from  several  sources  with more coming along. Several
  565. stand-alone  boxes  are  also  available  that  produce  some  form of
  566. computer  output either in printed form or on the display. In addition
  567. the  people  on the DATALINK BBS may also have some data to share with
  568. you regarding this equipment.
  569.  
  570. One  of  the  best  sources  for  information is the WEATHER SATELLITE
  571. HANDBOOK  by  Dr. Ralph Taggart. The 4th edition is now available from
  572. the ARRL. A must is THE JOURNAL OF THE ENVIRONMENTAL SALELLITE AMATEUR
  573. USERS'  GROUP - JESAUG - which is published quarterly. It is available
  574. for  $30.00  per  year  from  the  editor, Jeff Wallach, PO Box 117088
  575. Carrollton,  TX.  75011-7088.  Back  issues  of  the  JESAUG  are also
  576. available. 
  577.  
  578. One  good  place  to start is with the Elmer Schwittek MULTIFAX or the
  579. MULTIFAX  MAP  software  which  runs on  the IBM PC.  The PC interface
  580. hardware  is  available  as printed circuit board alone, board and all
  581. parts,  or completely assembled.  Additional image processing software
  582. is available online DATALINK. 
  583.  
  584. The  units  available from David Schwittek, Ralph Taggart, Jerry Dahl,
  585. GTI Electronics and Quorum communications listed under Sources are all
  586. well worth investigating if you are just getting started. 
  587.  
  588. You  can  obtain  directly  from  DATALINK  the MULTIFAX MAP interface
  589. hardware designed by Jim Bartlett and David Schwittek. 
  590.   
  591.  
  592.  
  593.                      'Typical' APT Receiving Station
  594.                      -------------------------------
  595.  
  596.  
  597.         [1]   ANTENNA
  598.                  -
  599.         [2]   PRE-AMP
  600.                  -
  601.                  -
  602.                  -
  603.                  -                          [ STAND ALONE UNITS ]
  604.                  -
  605.         [3]   RECEIVER  ----------------->  FAX MACHINE  ---> PAPER
  606.                  -                          WRASSE UNIT  ---> MONITOR
  607.                  -                          YU3UMV UNIT  ---> MONITOR
  608.                  - - - - VCR
  609.                  -
  610.                  -
  611.                  -
  612.         [4] - VIDEO DETECTOR   -
  613.             -                  -
  614.             -                  -
  615.         [5] - ANALOG/DIGITAL   -
  616.             -                  -
  617.             -                  -            [ SCAN CONVERTERS ]
  618.             -                  -
  619.         [6] - INTERFACE TO PC  - <=======>  ROBOT 1200
  620.             -                  -            TAGGART'S 1700 
  621.             -                  -            IMAGEWISE
  622.             -                  -
  623.         [7] -    SOFTWARE      -            ** SECOND DISPLAY **
  624.             -                  -               for weather images
  625.             -                  -
  626.             -                  -
  627.         [8] - GRAPHICS ADAPTOR -
  628.                  -
  629.                  -
  630.                  -
  631.                  -
  632.         [9]   PC DISPLAY / MONITOR
  633.  
  634.                  Display weather images
  635.                  (or commands for SCAN CONVERTERS)
  636.                  -
  637.                  -
  638.        [10]   PC PRINTER / DOT MATRIX / LASER
  639.  
  640.  
  641.  
  642.        NOTES:
  643.        ------
  644.  
  645.               [4] VIDEO DETECTOR, [5] ANALOG/DIGITAL CONVERTER, and
  646.               [6] INTERFACE TO PC may be in separate hardware units
  647.               or all on one circuit board.
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653. Sources:
  654. ----------------------------------------------------------------------
  655.  
  656. NOAA Data / Keplerian Elements:
  657.  
  658. DATALINK RBBS, N5ITU, Dr. Jeff Wallach, 214-394-7438,
  659.  DALLAS REMOTE IMAGING GROUP ELECTRONIC BULLETIN BOARD
  660.  UPDATES ON NOAA BULLETINS, SATELLITE LAUNCHES, FREQUENCIES
  661.  DISPLAY PICTURES FROM NOAA SATELLITES ON YOUR OWN P.C.
  662.  
  663. CELESTIAL RCP/M, TS Kelso, 513-427-0674, NASA Prediction Bulletins         
  664.  are online and updated several times weekly                               
  665. Canadian Space Society BBS, 416-458-5907,  2-Line Elements  maintained    |
  666.  by Ted Molczan of 600+ satellite - Visual satellite tracking info        |
  667.  
  668. Satellite Tracking Software:
  669.  
  670. AMSAT-NA,  PO  Box  27, Washington, DC 20044, Software Exchange,
  671.  phone 301-589-6062 (voice), N4HY - QUIKTRAK, W0SL - ORBITS II,III,IV,
  672.  and InstantTrack by Franklin Antonio.                                     
  673. Roy D. Welch, W0SL, 908 Dutch Mill Drive, Manchester, MO 63011,
  674.  phone 314-391-1127, ORBITS II-CGA, ORBITS III-EGA, ORBITS IV-VGA          
  675. DATALINK BBS, download PASSCHED.ZIP, SEESATxx.ARC, TRKSAT.xxx and others   
  676. CELESTIAL RCP/M, TS Kelso, 513-427-0674, PASSCHED.ZIP or SEESATxx.ARC      
  677. Astronomical Data Service, Rodger Mansfield, 3922 Leisure Lane,
  678.  Colorado Springs, CO 80917-SPACE BIRDS program and Newsletter, $40.
  679. Paul E. Traufler, 111 Emerald Drive, Harvest,AL 35749-TRAKSAT Satellite   |
  680.  Tracking program-Non - Registered $10.00, Registered Version $25.00.     |
  681. Bill Bard, 1732 74th Circle NE, St Petersburg, FL 33702, MACSAT           |
  682.  tracking program for the Apple Macintosh - $10.00 for disk and manual.   |
  683. RPV Astronomy BBS, Dave Ransom, 213-541-7299, STSORBIT Tracking program   |
  684.  and latest version of TRAKSAT and NASA Prediction Bulletins online.      |
  685.  
  686. Receivers:
  687.  
  688. Vanguard Labs, 196-23 Jamaica, Hollis, NY 11423,
  689.  phone 718-468-2720, BBS Dataline 718-740-3911                             
  690. Hamtroincs, Inc.,65-D Moul Road, Hilton, NY 14468-9535
  691.  phone 716-392-9430
  692. DARTCOMM, Mr. N. Hearn, DARTCOMM Ferndale, Postbridge, Yelverton,          
  693.  Devon PL20 6SY, Great Britain, UK, phone 011 44 0822 88253                
  694. Quorum Communications, 1020 S. Main St. Suite A, Grapevine, TX 76051,     
  695.  phone 817-488-4861, BBS Dataline 817-421-0228                            |
  696. Scanner Modification, See March, 1991 '73 Amateur Radio' Magazine for     |
  697.  'Weather Satellite Reception' article by John E. Hoot, page 12.          |
  698.  
  699. Crystals:
  700.  
  701. JAN  Crystals,  2400  Crystal  Dr,  Fort  Myers,  FL 33906-6017,
  702.  phone 1-800-237-3063 or 813-936-2397
  703.  
  704. Pre-Amps:   
  705.  
  706. Quorum Communications, 1020 S. Main St. Suite A, Grapevine, TX 76051, 
  707. Spectrum   International,Inc.,  Box  1084,  Concord  MA  01742,
  708.  phone 508-263-2145
  709. Vanguard Labs, Hamtronics and GLB for Helical RF Filters for intermod
  710. Ehrler-DuBois Very High Performance LNA for 1500-1750 Mhz, contact         
  711. Greg Ehrler or John DuBois via DATALINK                                    
  712.  
  713. Antennas:
  714.  
  715. ARRL Handbook, 1986, turnstile over ground antenna.
  716. ARRL Satellite Experimenter's Handbook by Martin Davidoff, K2UBC
  717. Modern Electronics, September 1988, Hank Brandli article, page 82,
  718.  Receiving Satellite Weather Photos
  719.  
  720. Hardware Interface to PC:
  721.  
  722. A&A  Engineering,  2521  W. La Palma, Unit K, Anaheim, CA 92801,
  723.  phone 714-952-2114 - both AM dectector and A/D converter, input to PC
  724.  via game port (4-bits) or parallel I/O Interface (8-bits) - kit is
  725.  $50. - assembled and tested unit is $70.
  726. Microcomm,  H. Paul Shuch, N6TX, 14908 Sandy Lane, San Jose, CA 95124,
  727.  phone 408-377-6137 - FAXBOARD - A Weather Facsimile Display Board for
  728.  the  IBM  PC  -  Complete  documentation  to build your own interface
  729.  circuit  on  an  IBM  PC  prototyping  board - video and an 8-bit A/D
  730.  interface - $6.00, also in QEX, Sep '88.
  731.  
  732. Video Detectors:
  733.  
  734. RTM  Circuit  Boards,  205  Elm  St.,Van  Horne, IA  52346-0400,
  735.  video detector  (the 'Wilson Board')  see QST Magazine, Jan '86 and
  736.  Vince Coppola's  article in Oct 1988  73 Magazine
  737. QST Magazine, August 1985, Grant Zehr article, page 27, video detector
  738.  circuit
  739.  
  740. A/D Converter & Parallel I/O Interfaces for the IBM PC:
  741.  
  742. MetraByte,  440  Myles Standish Blvd., Taunton, MA 02780, Model PIO-12
  743.  board for the IBM PC, phone 617-880-3000
  744. John  Bell  Engineering, Inc, 400 Oxford Way, Beimont, CA 94002,
  745.  phone 415-592-8411
  746.  
  747.  
  748.  
  749.  
  750.  
  751. Sources:
  752. ----------------------------------------------------------------------
  753.  
  754. Display Software and Hardware - 'Amateur':
  755.  
  756. Multifax,  David  Schwittek,  1659 Waterford Road, Walworth, NY 14568,
  757.  phone  315-986-2719, Multifax 5.x and 4.x for VGA, 3.x for EGA on the
  758.  IBM-PC. This is the original 16 color system, see Multifax MFMAP.
  759. Clay Abrams Software, 1758 Comstock Lane, San Jose, CA 95124, software
  760.  for the ROBOT 1200 - see QST Magazine, Jan '86
  761. Ralph  Taggart,  602  S. Jefferson, Mason, MI 48854, Weather Satellite      
  762.  Handbook  Scan  Converter - New Model 1700 APT Scan Converter for the     
  763.  the  IBM PC. Order Handbook from the ARRL, Scan Converter from Metsat     
  764.  Products,  1257  Glen  Meadows  Ln,  East  Lansing  MI,  48823, phone     
  765.  517-332-7665.   Also   see   73   Magazine,  Nov  '84  and  Dec  '84,
  766.  WSH/Handbook,  and  WEATHERSAT  columns  in 73 Magazine from 1987 and
  767.  1988.  Weather Satellite Handbook BBS, 517-676-0368, Ralph Taggart.      |
  768. ImageWise  Display/Receiver,  Circuit  Cellar Inc.  -  Micromint Inc.,  
  769.  4 Park Street,  Vernon, CT 06066, phone 203-875-2751 - BYTE Magazine,
  770.  May,  Jun,  Jul,  Aug 1987. JESAUG 88-2 and Oct 1988 73 Magazine have
  771.  information  on  how  to  build  the video and A/D interface. Ver 2.0
  772.  software  supports  VGA  graphics and 640 samples per line at 64 gray
  773.  levels.  With  VGA  the  ImageWise  Display unit is not required. The
  774.  software  is  available for $29.95 from Vince Coppola, N1VC, 6 Bobbin
  775.  Road, Terryville, CT 06786 
  776. ASAT:  An Apple-based Satellite Imaging System by Grant Zehr, WA9TFB -
  777.  QEX  Magazine,  March  '88  -  has  complete  information to build an
  778.  excellent  unit  using  the  APPLE  with a Redshift Ltd graphics card
  779.  giving 256 * 256 pixels at a full 256 levels of gray. 
  780.  
  781. AMIGA Imaging Software - Dallas Remote Imaging Group                       
  782.                          PO Box 117088                                     
  783.                          Carrollton, TX 75011-7088                         
  784.                          Voice 214 394 7325                                
  785.  Uses standard Amiga hardware - no special display                         
  786.  Powerful NASA digital enhancement curves built-in                         
  787.  Digital image processing capabilities                                     
  788.  Uses A&A Engineering $49 demodulator                                      
  789.  Image saved for use by other graphics programs                            
  790.  Full histogram analysis                                                   
  791.  Full 8 bit data is stored on diskette or hard disk                        
  792.  Unattended operation                                                      
  793.  Can be setup in 30 minutes                                                
  794.  Call for special pricing                                                  
  795.                                                                            
  796. Multifax MFMAP, Elmer and David Schwittek, 1659 Waterford Road,           |
  797.  Walworth, NY 14568, phone 315-986-2719. MFMAP software for the IBM PC    |
  798.  and  the  Jim Bartlett/David Schwittek/DATALINK  interface  card  for    |
  799.  APT/GOES/FAX.  This  is  a fully functional 8 -bit / 256 color system    |
  800.  with image data captured directly to disk at 4800 or 3600 samples per    |
  801.  second.  Additional software is available online DATALINK and Kelso's    |
  802.  CELESTIAL BBS - download APTCAPxx.ZIP and IMDISPxx.ZIP.                  |
  803.  
  804. A Weather-Facsimile Package for the IBM PC  by Jerry Dahl in April and     
  805.  May  '90  QST describes how to construct a complete FAX system. Notes
  806.  at  the  end  of  article  contain  an excellent list of hardware and
  807.  software  sources.  The  completed  card can be ordered directly from    |
  808.  Jerry  Dahl,  OFS  Software,  6404 Lakerest Court, Raleigh, NC 27612,    |
  809.  phone 919-847-4545                                                       |
  810.  
  811. WeatherFAX-GTI Electronics, 1541 Fritz Valley Rd, Lehighton, PA 18235,    |
  812.  has  a  complete  line  of  satellite receiving equipment,               |
  813.  George Isleib,  phone 717-386-4032                                       |
  814.  
  815. Complete Systems - Hardware and Software:
  816.  
  817. Dallas Remote Imaging Group                                                
  818.        P.O. Box 117088                                                     
  819.        Carrollton, Texas 75011-7088                                        
  820.        214 394 7325                                                        
  821.  Complete Earth-Scan AMIGA turnkey system ready to put on air              
  822.  
  823. YU3UMV  Digital  Storage  and  Scan  Converter  for  Weather Satellite
  824.  Images,  described  in  VHF  Communications Magazine, Winter 4/82 and
  825.  Spring  1/83  -  Modifications  are described in the Satellite Users'
  826.  Group  Journal - JESAUG - available from Jeff Wallach. Back issues of
  827.  VHF   Communications  and  the  YU3UMV  printed  circuit  boards  are
  828.  available from Fred Sharp 
  829. Loren  Johnson,  P.O.  Box  219,  Cleveland,  MN 56017, system for the
  830.  IBM-PC  -  $750,  phone  507-931-4849
  831. WEATHERTRAC[tm] IBM-PC Based Satellite Image Acquisition and Animation     
  832.  System  -  $1885  for  EGA - $3495 for VGA, Fred Bartlett, Softworks,     
  833.  Inc,  Allentown,  PA, phone 215-395-4441 or George Isleib, Lehighton,
  834.  PA, phone 717-386-4032
  835.  
  836. Quorum Communications, 1020 S. Main St. Suite A, Grapevine, TX 76051,  
  837.  phone   817-488-4861,   BBS Dataline 817-421-0228,  offers  a  fully       
  838.  integrated  systems for  the  IBM  PC  including GOES down converter,    
  839.  GOES/APT receiver,  Wefax  PC  Adapter  and software. A demo disk is     
  840.  available  on  request or via the Quorum BBS. Quorum also sells the     |
  841.  AVHRR/HRPT system designed by John DuBois and Ed Murashie.              |
  842.  
  843. Spectrum International,Inc.,  Box  1084,  Concord  MA  01742, phone      |
  844.  508-263-2145, is the U.S. representative for Timestep Weather Systems   |
  845.  
  846. SSC/Software Systems Consulting, 150 Avenida Cabrillo, Suite C,          |
  847.  San Clemente, CA 92672 - PC HF Facsimile and PC GOES/WEFAX software     |
  848.  and complete receiving systems, phone 714-498-5784                      |
  849.  
  850.  
  851. Satellite Meteorology:
  852.  
  853. Satellite  Imagery  Interpretation  for Forecasters  -  a 3 volume set     
  854.  published  in  1985  for NOAA now available from the National Weather     
  855.  Association,  4400  Stamp  Road,  Room  404,  Temple Hills, MD 20748,     
  856.  301-899-3784,  $32  for  members, $45 for non-members ( Membership is     
  857.  $20. )                                                                    
  858.  
  859.  
  860.  
  861. Bibliography - Online DATALINK Bulletins:   (214 394 7438 -- BBS)
  862.  
  863. NASA Satellite Prediction Bulletins, NASA-PB.xxx
  864. How to use NASA 2-Line Keplerian Elements
  865. AMSAT Bulletins and Weekly Notes / Orbital Elements
  866. NOAA APT NOTES
  867. NOAA User Bibliography
  868. Summary of Soviet Meteorological Satellites by Grant Zehr
  869. How to Build a Weather Satellite Groundstation (This Primer)
  870. Wrasse Dedicated System Review
  871. GOES VAS Imaging System for the IBM PC, John DuBois W1HDX                  
  872. LNA for WEFAX-VAS-HRPT-GPS, John Dubois and Greg Ehrler                    
  873. GOES I-M Conference Summary                                                
  874. Ralph Taggart's New  APT Scan Converter and Book                           
  875. Dartcom 137-138 Synthesized Receiver Packaging, John DuBois               
  876. Amateur Radio News from Newsline, Bill Pasternack                          
  877. How to VISUALLY OBSERVE the Space Shuttle, Ted Molczan                    
  878. AMSAT InstantTrack V1.00 program description, Franklin Antonio            
  879.  
  880. Review DATALINK RBBS bulletins for current information ====> 214 394-7438
  881.  
  882.  
  883. DALLAS REMOTE IMAGING GROUP - DRIG  Voice: 214 394-7325
  884.                                      Data: 214 394-7438
  885. P.O. Box 117088
  886. Carrollton, TX 75011-7088
  887. ATTENTION:  Jeff Wallach, Chairman
  888.  
  889.                                                                           |
  890.                                                    New or Changed Items = |
  891.                                                                           |
  892.