Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Tento překlad je starší než originální stránka a nejspíše i zastaralý. Zobrazit změny.
Překlady této stránky?:

cs:rmds

Toto je starší verze dokumentu!


Radiová Meteorická Detekční Stanice

Tato stránka shrnuje obecné uživatelské informace týkající se všech verzí detekčních stanic.

Nejaktuálnější verze detekční stanice

Bistatický dopplerovský posuv

Konfigurace Hardware detekční stanice

Většina použitých dílů pochází z projektu Modulární elektronické stavebnice MLAB. Aktuální hardwarová verze stanice je RMDS02B/C podle toho, jestli použijete ARM nebo standardní PC počítač.

Potřebné vybavení

  1. Přijímač SDRX01B e-shop UST
  2. 2x napájecí modul UNIPOWER02A e-shop UST
  3. 2x síťový napájecí zdroj 12V e-shop UST
  4. Koaxiální kabel RG58 e-shop UST
  5. Předzesilovač LNA01A- e-shop UST
  6. 3x SMA konektory na kabel e-shop UST
  7. UHF konektory zásuvka do panelu a vidlice na kabel (pro konstrukci antény).
  8. PC s dostatečným výpočetním výkonem pro zpracování signálu. Vyzkoušeným minimem je Intel Atom N270 1,6GHz 1GB RAM pro vzorkování 48kHz.
  9. Kvalitní zvuková karta. Např. Behringer UCA 202 U-CONTROL
  10. Internetová konektivita.

Přijímací anténa

Konstrukcí antén se zabývá stránka Antény pro příjem signálů odražených od meteorů.

Koaxiální konektory

Je vhodné používat pro MLAB standardní šroubovací koaxiální konektory typu SMA. Mají lepší elektrické vlastnosti než starší typy konektorů (např. BNC nebo F).

Zakrimpované ferule konektorů je potřeba na kabelu chránit smršťovací bužírkou! Návod na nakrimpování SMA konektorů je například Zde - v tomto videonávodu je na zakrytí konektoru použit místo smršťovací bužírky speciální návlek.

Koaxiální kabely

Vhodné je použít kvalitní 50 Ohm koaxiální kabel s dobrým stíněním, které zabrání průniku rušení (například z PC) do vstupu přijímače jinak než přes anténu. Zatím obvykle používáme kabely typu RG58, konkrétní typ je RG-58U/96FA. Vyrábí se ale i kvalitnější kabely například RG-58-EKH-155 nebo LMR 195.

Vhodné je používat minimální potřebnou délku koaxiálního kabelu, aby nedocházelo ke zbytečným ztrátám signálu ve svodu.

Přijímač

Stanice zapojené do sítě Bolidozor používají SDR příjímače. Konkrétně přijímač SDRX01B, který byl speciálně vyvinut pro radioastronomické aplikace.

Digitalizace signálu

Zvuková karta

Pro digitalizaci nízkofrekvenčního signálu z přijímače je možné využít zvukovou kartu počítače se stereo vstupem. Důležitým parametrem zvukové karty je dobrý odstup signál šum (S/N minimálně 80dB). Co se týká vzorkovací frekvence, tak lze meteory detekovat i se vzorkováním 48 kHz. Je tím ovšem snížena časová rozlišovací schopnost stanice.

Vzhledem k poměrně velkým nárokům, které jsou kladeny na kvalitu zvukové karty a v důsledku její vysoké ceny je v poslední době tendence od použití zvukové karty ustoupit a použít nějaký vlastní digitalizační hardware.

Konfigurace software detekční stanice

Nastavení softwaru stanice je rozděleno na dva kroky, prvním je naladění přijímače na frekvenci, kde vysílá radar GRAVES a v dalším kroku nastavení detekce meteorů v přijímaném pásmu.

Lokální oscilátor přijímače

Jako lokální oscilátor přijímače je obvykle použit modul CLKGEN01B, který se nativně ovládá přes sběrnici I²C. Je jej možné ale připojit přidáním dalších modulů i na jiná rozhraní.

Obecně je ale potřeba naladit lokální oscilátor na frekvenci blízkou kmitočtu na kterém vysílá GRAVEs. Nejčastěji se používá o něco nižší frekvence než skutečná nosná frekvence radaru (například 143,0395 MHz).

V nových verzích detekční stanice je toto již řešeno automaticky díky integraci konstrukce generátoru přesné frekvence.

Detekce meteorů

Meteory jsou zatím detekovány ve spektru porovnáváním intenzity. To znamená, že v určitém rozsahu frekvencí je změřena úroveň šumového pozadí a ta je pak porovnávána s intenzitou oblasti, kde je očekáván signál od meteoru. Pokud je v tomto místě nalezena zvýšená intenzita signálu o cca 7dB, je detekován meteor. Ve spektrogramu je pak zobrazena značka obsahující informace o jeho základních parametrech.

Dříve byl k detekci meteorů na stanicích používán program SpecrumLab, ten je však v současné době nahrazován optimálnějším programem radio-observer.

Vizualizace měření

Pro vizualizaci detekce a dat na stanici používáme program pySDR, který vytváří zvuk a živý waterfall ze spektrogramu.

Publikace dat

Proto aby měřená data mohla získat nějaký vědecký význam je třeba je dát k dispozici ostatním pozorovatelům. Za tímto účelem vzniklo již několik celosvětových databází, kam lze data ukládat. V současné době se jedná o centralizovaném úložišti pro data pozorovatelů provozovaného Českou astronomickou společností. Zatím je záloha dat řešena uploadem na provizorní server pomocí bash skriptů, které jsou staženy společně s detekčním skriptem pro SpectrumLab. Viz výše.

Ve výsledku by toto datové úložiště mělo automaticky řešit distribuci dat do dalších pozorovacích sítí.

IMO

Jde o organizaci z historických důvodů primárně zaměřenou na vizuální pozorování meteorů. http://www.imo.net/ Avšak zajímají se i o radiová data především z významných událostí.

RMOB

Je asi celosvětově největší sítí specializovanou na rádiové pozorování meteorů. Data je možno na RMOB.org nahrávat pomocí programu rmob-export generujícího RMOB formát záznamů z dat nahrávaných na centrální úložiště.

Astrozor

Astrozor je webová stránka shromažďující především informace o Astronomických pozorovacích stanovištích. Je vhodné na tomto webu registrovat svojí detekční stanici, aby i ostatní uživatelé věděli o její existenci. Dále zde lze publikovat data a informace k význačným událostem astronomického charakteru, nebo organizovat akce.

FAQ - Často kladené otázky

Jaký si mám pořídit počítač?

Na detekci meteorů a zpracování dat z SDR přijímače v reálném čase je potřebný poměrně vysoký výpočetní výkon. Množství výpočetního výkonu je jeden z hlavních parametrů, který ovlivňuje kvalitu zpracování dat na stanici. Nelze proto ani uvažovat o možnosti, že na stanici využijete „nějaký starší počítač“, který už se na nic jiného nehodí.

Vyzkoušená sestava

Pokud si na pozorování meteorů plánujete pořídit nový počítač a nepotřebujete nutně co nejmenší spotřebu, tak je nejlepší si jej sestavit z jednotlivých komponent. Námi vyzkoušené komponenty jsou následující:

Zvuková karta

ASUS Xonar DSX Je potřeba koupit PCI-E verzi.

Základní deska

U základní desky je výhodné aby měla vyvedený opravdový sériový port, kvůli přesné synchronizaci času. To splňuje například tato základní deska, která má rozhraní RS232 vyvedený na hřebínkovém konektoru:

MSI Z77A-G45 Thunderbolt

Další výhodou této desky je, že má Thunderbolt interface, o kterém se uvažuje jako o metodě připojení pro další verzi přijímače.

Procesor

CPU musí mít dostatečný výkon nejen na to, aby mohl zpracovávat data z přijímače, ale musí být i schopen detekovat meteory a komprimovat data. To s přehledem splňuje například Intel Core i5-3470

Obecně lze pro tuto aplikaci doporučit spíše procesory Intel, protože jejich vyšší cena oproti AMD se zaplatí na nižší spotřebě už za cca 2 roky provozu.

Operační paměť

Operační paměť musí být tak veliká, aby obsahovala nabootovaný operační systém a nebyl potřeba swap. Z tohoto důvodu jsou proto doporučené minimálně 2GB. Jako vhodný typ paměti do výše zmíněné desky lze doporučit například tuto paměť: Kingston HypeX 4GB DDR3 1600MHz,

Operační paměť je nutné po instalaci počítače otestovat na vadné buňky viz. Ubuntu Memtest86+

Disk

Disk bude sloužit na ukládání měřených dat a musí mít tedy odpovídající kapacitu. Vyhovuje například tento typ: Western Digital Green 1000GB 64MB

Zdroj
Počítačová bedna

Nejvýhodnější je použít nějakou ze staršího počítače, neboť nové bedny mají buď horší kvalitu (protože obsahují méně materiálu), nebo jsou zbytečně drahé.

Varianta počítače s extrémně nízkou spotřebou

Protože je ke sparacování navzorkovaného signálu potřeba poměrně velký výpočetní výkon, je potřeba využívat vícejádrových řešení. Jedním z uvažovaných je například ODROID-X2 Vzhledem k odlišné architektuře tohoto sytému ale zatím nejsou na ARM dostupné všechny funkce stanice.

Problémy s napájením

Nesvítí LED na napájecích modulech

Je správně přepnutý přepínač na modulu? Není nikde v napájení zkrat?

LED na napájecím modulu nesvítí kontinuálně

Pokud LED na napájecím modulu problikává, tak je pravděpodobné, že se aktivuje nadproudová ochrana. Takže je napájecí modul buď přetížen a nebo je v obvodu zkrat.

Speciální význam má tato situace v případě modulu, který zajišťuje napájení pro LNA. Neboť to s velkou pravděpodobnostní znamená, že došlo ke zničení vstupního tranzistoru LNA.

Na waterfallu jsem přestal vidět meteory, co mám dělat?

Tento problém může mít mnoho příčin. A je potřeba postupovat systematicky.

  1. Zkontrolujte připojení celé kabeláže přijímače a přítomnost napájení
  2. Znovu nastavte lokální oscilátor přijímače
  3. Zkontrolujte, že při odpojení koaxiálního kabelu od přijímače dojde k poklesu šumu.
  4. Zkontrolujte kalibraci lokálního oscilátoru, na nejbližším vysílači viz. Kalibrace LO,
  5. Zkontrolujte, že není poškozený předzesilovač (Projevuje se blikáním LED na napájecím modulu)

Nejde mi ladit lokální oscilátor, co s tím?

Restartujte počítač, pokud to nepomůže odpojte a zapojte USB kabel k LO.

  1. Zkontrolujte konektory na obou stranách
  2. Vyměňte kabel
  3. Použijte kratší kabel

Kde najdu podrobnější dokumentaci?

Na waterfallu vidím podivné obrazce, co to je?

Jde pravděpodobně o nějaký druh rušení. Můžete se proto pokusit najít odpověď v naší galerii rušení

cs/rmds.1399069943.txt.gz · Poslední úprava: 2014/05/02 22:32 autor: kaklik