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PROYECTO FINALDecodificador de imágenes satelitales

NOAA/METOP/FENG YUN

Integrantes:

Busto, David Alejandro

Gallegos, José LuísRosario, 16 de septiembre del 2008

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Descripción general

• Estudio general de satélites.

• Descripción de una estación terrena.

• Aplicación práctica.

(Uno de los módulos de la estación).

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Tipos de satélites

Satélites estudiados• Serie NOAA K L M N (USA) • Serie FENG YUN 1C 1D

(Chino) 3 A B• METOP A (Europeo)

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Carga útil

METOP

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AVHRR/3

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Enlace de Carga útil1. Enlace DSB

2. Enlace HRPT

3. Enlace APTEnlace DSB:• HIRS/3

• SBUV/2

• SEM

• DCS/2

Enlace HRPT:• Todos los instrumentos.

Enlace APT:• Sólo 2 canales del

sensor AVHRR

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Comunicación con TierraEnlace Broadcast (HRPT):Frecuencia:1698.0 o 1707.0MHz,1702.5MHz

Modulación: de fase, digital de fase mezclada

Data “0”: +68/-68 grados

Data ”1”: -68/+68 grados

Potencia: 6.35w Polarización: RCP

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Trama IProtocolo HRPT: • Trama principal

Tasa: 2 tramas principales /seg.• Trama secundaria

Tasa: 6 tramas secundarias/seg. • Cada trama principal consta de 3 tramas

secundarias

Parámetros: • Cada trama secundaria se compone de

11090 palabras de 10bits de long.• El BIT 1 = MSB , el BIT 10 = LSB

Imagen: Cada imagen de c/u de los 6 (1,2,3A,3B,4,5)

canales, suponiendo una longitud de 768

pixeles tiene un refresco de aprox. 2 min.

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Trama IIProtocolo HRPT: • Trama secundaria:

Se recibe toda la información

del sensor AVHRR.• Dentro del campo (DW):

Se recibe la información de los

sensores:

1. AMSU A1/A2/B

2. DCS-2

3. SEM

4. HIRS/3

5. SBUV/2

6. Telemetría (datos de calibración sensores)

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Estación TerrenaEtapa de RF: Transforma la señal de RF recibida a

flujo de bits. La tasa es de 665.4Kbps

Etapa digital de procesamiento (Decodificador):• Obtiene el Clk de referencia.• Sincroniza la trama.• Procesa datos según los campos de la trama (online).• Genera una trama patrón para testeo de decodificación (modo offline).• Decodifica un archivo grabado previamente en memoria RAM (modo offline)• Controla el USB para correcto enlace con el terminal PC.

Etapa de Control de seguimiento

Recibe el tipo de satélite a seguir de la

etapa digital de procesamiento y el algoritmo

de seguimiento para el control de motores

(azimuth y elevación) desde el terminal PC

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Estructura Decodificador IPlataforma FPGA Descripción Física

Estructura Interna (CHIP FPGA)

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Estructura Decodificador II

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Estructura Decodificador III

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Funcionamiento DecodificadorModos de funcionamiento:

1. Modo A: Usa el generador interno para construir una trama genérica que muestra un patrón de grises. De esta manera se puede probar el decodificador en estado fuera de línea.

2. Modo B: Da la posibilidad de cargar un archivo previamente bajado y pasado al formato EXO24 dentro de la memoria SDRAM de la placa de desarrollo. De esta manera el decodificador se prueba fuera de línea pero con un archivo comercial (*.noa).

3. Modo C: Por medio de los dos pines externos CLK y DATA se puede decodificar una trama recibida en tiempo real. En todos los modos se pueden guardar en la PC los datos recibidos como *.noa.

4. Modo D: El generador interno tiene acceso a dos pines externos para permitir utilizar la señal para comprobar el correcto funcionamiento de otros decodificadores. En este caso no se habilita el bloque decodificador dentro de la FPGA.

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Software I

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Software II

Freeview

Modos de funcionamiento:

1. Modo A: En este modo debemos habilitar el generador de barras y el decodificador y para ello enviamos el número 3 a la UART.

2. Modo B: En este modo habilitamos también el uso de la memoria, para lo cual enviamos el número 7 a la UART.

3. Modo C: En este modo solo habilitamos el decodificador enviando el número 2 a la UART.

4. Modo D: En este modo no es necesario el decodificador. El número enviado a la UART puede ser el 1 para emitir barras de grises y el 5 para enviar los datos de imagen guardados en la memoria.

Decodificador

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Producción MasivaDebe proveerse a la FPGA utilizada un medio del cual obtener sus datos de

configuración. Esto se logra utilizando una memoria EPROM serie de la sig. forma:

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Perspectiva FuturaPosibles extensiones:

1. Procesamiento: Una vez recibido un archivo en nivel 0 podría procesarse con cualquier programa de tratamiento de imágenes para generar productos de imagen terminados.

2. Etapa de RF: Extender el estudio hacia el lado de la antena esto podría generar mejoras y aumentar las bandas recibidas.

3. Seguimiento(“tracking”): Generar el software de interpretación NORAD 2 (TBUS).De esta manera podría obtenerse el punto de ubicación en la bóveda celeste.

4. Encriptación/compresión: Los nuevos satélites usan compresión debido a sus grandes tasas de datos. Se encriptan los datos para una mayor seguridad de comunicación.

5. Extensión a otros protocolos: Por el momento se usa HRPT/CHRPT. Pero próximamente se usará el AHRPT. Varían de manera continua debido a las cargas útiles de los satélites.

FIN

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GRACIAS!!