Réception et décodage des balises de satellites

Dans la page consacrée au décodage de la balise BPSK 400 bauds du satellite QO-100 nous indiquions que la prochaine étape serait de tenter de décoder les balises BPSK des satellites du système COSPAS-SARSAT.

14/04/20

Ce long silence depuis le précédent bulletin cache un travail intense de toute l’équipe de Dimension Parabole sur tous les aspects du projets : radioastronomie, réception des balises de satellites, calcul de filtres, platine de multiplexage. Pour des raisons évidentes notre projet de station EME est en sommeil ainsi que l’installation de la station QO-100 et l’écoute des satellites GEOSAR.

Nous avons progressé dans la réception des balises de détresses 406 MHz retransmises par les transpondeurs des satellites LEOSAR et MEOSAR.

Balises 406 MHz retransmis par le satellite GPS Galileo

Les rafales (« bursts ») à 400 bauds des balises 406 MHz sont cerclées en rouge sur l’image. Les trames des balises reproduites ci-dessous ont été enregistrées en mode FM. Cependant pour décoder la modulation BPSK il faudra utiliser le mode Bande Latérale Unique (SSB).

rafale de balise 400 Bauds
préambule et début de rafale BPSK 400 bauds de balise 406 MHz

Les spécifications des balises de détresse sont détaillées dans la page dédiée aux balises 406 MHz

Pour une analyse des caractéristiques des rafales des balises 406 MHz retransmises par le transpondeur nous avons enregistré les signaux en BLU en élargissant la bande passante au maximum autorisé par le WebSDR (7,69 KHz).

Spectre de porteuse non modulée 160 ms au début de la rafale
Spectre de la partie message long de la rafale 400 bauds (360 ms)

La porteuse de la rafale BPSK non modulée (160 ms) enregistrée en BLU montre un pic de fréquence à 1200 Hz (1199). Cette porteuse pure est utilisée par les stations de réception pour synchroniser le PLL sur la fréquence. La deuxième partie montre deux pics de fréquence supplémentaires à 800 et 1600 Hz (1599) pendant la transmission des données (message court : 112 bits – 280 ms ; pour un message long 144 bits – 360 ms). Longueur totale de la rafale : 440 ms (message court); 520 ms (message long). [Référence : C/S T.001 Issue 4 – Revision 3 June 2018]. Le début de la trame comporte une séquence de bits destinée à la synchronisation de l’horloge du décodeur.

08/04/20

Comme on l’a vu précédemment l’utilisation des signaux des satellites LEOSAR-MEOSAR nous permet de procéder à deux expérimentations. La première consiste à mesurer les niveaux RMS enregistrés en fonction de l’élévation maximale des passages des satellites pour tracer une courbe du diagramme de rayonnement de l’antenne du radiotélescope dont le maximum correspondra à l’orientation précise de l’antenne en site et azimuth.

La seconde vise à décoder les balises des satellites du système d’alerte et sauvetage. Pour cela nous envisageons d’utiliser le logiciel GNU radio gr-satellites. Le logiciel Multipsk n’est en effet utilisable que pendant cinq minutes en mode non professionnel pour décoder les balises EPIRB. Nous n’avons pas réussi à faire fonctionner EpirbPlotter un autre logiciel de décodage. Le dispositif consiste à enregistrer les passages des satellites avec le WebSDR connecté sur l’antenne du radio télescope, de se régler en mode USB sur une fréquence de balise et de décoder les trames. L’utilisation d’un câble audio virtuel va nous permettre de rediriger la sortie audio du navigateur réglé sur le WebSDR vers l’entrée du décodeur. Il est également possible d’enregistrer le signal en vue d’un traitement ultérieur. Pour se « faire la main » f6bvp a mis en place le même schéma mais en se réglant sur le transpondeur du satellite QO-100 et en décodant la balise PSK 400 bauds avec le logiciel AO40Rcv conçu au départ pour la télémesure du satellite AO-40. Le succès de cette « manip » facile, la balise de QO-100 étant permanente et sur une fréquence fixe, prépare la prochaine étape avec les satellite SAR. Voir la page décrivant la méthode utilisée.