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● (No.276) UO-11 WOD テレメトリ解析 (2001年 9月19日)
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2001年 9月19日、衛星UO-11 のV帯(145.825MHz, AFSK)ビーコンの WOD(Whole_
Orbit_Data)データを、Windows標準のサウンドレコーダ SNDREC32.EXE を用い
て waveファイルとして保存し、さらに解析プログラム UO11DEM.EXE を用いて
次のようにデコードすることができました。
05AE5533103905FC09
05B64873193325FC23
05BE4043223325FC95
05C63363163895FC11
05CE3242994705FCB1
05D63672785355BCC1
05DE4402565575FCDF
05E65112395275FC52
05EE5422294605FCF1
05F65232263915FCDB
05FE4682283525FCCC
06063922283625FC8A
060E3472234115FC22
06163452114715FCCE
061E3881885025FC7B
062E4861634885FC0C
06364881574455FC51
063E4691551555FC5D
amsat-bb(米)で定期的に発行されている [OSCAR-11 REPORT] によると、現在
衛星UO-11 のビーコンは、次の周期で繰り返し送信されています。この日受信
した上記のデータは、この中の 'ASCII WOD' です。
ASCII status (210 seconds)
ASCII bulletin ( 60 seconds)
BINARY SEU ( 30 seconds)
ASCII TLM ( 90 seconds)
ASCII WOD (120 seconds)
ASCII bulletin ( 60 seconds)
BINARY ENG ( 30 seconds)
プログラム UO11DEM.EXE(KA2UPW氏著作) による解析結果は、次のとおりです。
Good Characters Received 354
Bad Characters Received 52
Total Characters Received 406 ie. Good/Total = 87%.
つまり、正常な受信文字数 354 byte、不良な文字数 52 byte、総計 406 byte
で、デコード率 87％(=354/406) でした。このうちのデコード率 100％で連続
して受信できた良好な部分を抜粋したのが、上記の数値列です。この時、受信
保存した wave ファイルを、下記URLに登録してあります。
http://www.ne.jp/asahi/hamradio/je9pel/10919u11.wav
さて、上記の WODテレメトリの最初の一行の '05AE5533103905FC09' を、解析
してみます。これは、次の６つの数値ブロックに分けることができます。
ライン番号 = 05AE (16進数 WODの経過時間)
チャンネル1 = 553 (10進数 X軸磁力計)
チャンネル2 = 310 (10進数 Z軸磁力計)
チャンネル3 = 390 (10進数 Y軸磁力計)
チャンネル4 = 5FC (16進数 状態)
チェックサム = 09 (16進数 数値チェック)
ライン番号は、16進数で表された数値で、WOD の計測開始からの経過時間を表
しています。一行の数値は、4.82秒ごとに蓄積されていくので、その経過時間
は次のように計算されます。
05AE = 0*16^3 + 5*16^2 + 10*16 + 14 = 1454
1454 * 4.82 = 7008 [seconds]
チャンネル1, 2, 3 の磁力計は 10進数で表され、この数値と 最新の解読式を
用いて、次のように各軸の磁束密度が計算されます。
Bx = 0.152*N - 69.8 = 0.152*553 - 69.8 = 14.26
Bz = 0.146*N - 65.3 = 0.146*310 - 65.3 = -20.04
By = 0.155*N - 71.0 = 0.155*390 - 71.0 = -10.55
この磁力線の密度の単位は、[micro Tesla] です。[Tesla] は磁束密度を表す
単位で、他の国際単位(IS)では、 [Tesla] = [Wb/(m^2)] = [kg/(s^2 * A)]
と表せます。 つまり、[micro Tesla] = [10^(-6) * (kg/(s^2 * A))] です。
総磁束密度は、換算式 'B = SQRT(Bx*Bx+By*By+Bz*Bz)' を用いて 次のように
計算されます。
B = SQRT(203 + 402 + 111) = 26.8 [micro Tesla]
第４番目のチャンネルは、実際は衛星内の チャンネル61 に対応し、16進数で
衛星の状態(Status)を表しています。 (その意味と単位については補足参照)
5FC = 5*16^2 + 15*16 + 12 = 1532
《補足》
第４番目の チャンネル61 について、amsat-bb の [OSCAR-11 REPORT] の著者
である G3CWV / Clive Wallis 氏から、詳細な次のメールを受け取りました。
あまり公開されていない貴重な資料なので、ここに紹介します。 (許可済み)
これによると、チャンネル0〜59 は種々のアナログデータを表していて、その
うちのチャンネル1, 2, 3 が、上記の X/Z/Y軸の磁力データを表しています。
解読式はこのリストの中のものよりも、上記の３本の式のものが新しいです。
チャンネル60〜67 はデジタルデータを表していて、この８チャンネルは 各々
12ビットで各項目の状態(Status)を表しています。つまり、8 * 12 = 96 bits
です。 では、上記の計算結果の '1532' を分析してみます。
リスト一覧の 'DIGITAL STATUS POINTS' は、チャンネル60 から始まっている
ので、チャンネル61 は このリストの 12〜23ビットに相当します。 第４番目
の チャンネル61 の 10進数 '1532' は、16進数では '5FC' で、２進数に換算
すると '010111111100' です。つまり、MS最上位ビット(左端)からリスト一覧
で換算していくと、次のようになります。これで WODデータの一行目は、完全
に解読できました。
Channel 61
Bit Meaning Data 1 0
----- ---------------- ---- ------------- -------------
12 boom pyros 0 Arm * Safe
13 boom pyros 1 * Hold Fire
14 boom deployment 0 Arm * Safe
15 boom deployment 1 * Hold Deploy
16 boom deployment 1 * Retract Extend
17 Magnetorquers 1 * Arm Safe
18 X Magnetorquer 1 * Off On
19 Y Magnetorquer 1 * Off On
20 Z Magnetorquer 1 * Off On
21 Magnetorquers 1 * Forw Rev
22 435 MHz PSK 0 NRZIC * NRZI
23 2401 MHz PSK 0 NRZIC * NRZI
----------------------------------------------------------------
最後に、アナログチャンネルおよびデジタルステータスの一覧を掲載します。
この資料の提供は、G3CWV/Clive Wallis氏の好意によるものなので、公開する
場合は、上記のデータ解析結果および次のヘッダーとともに、この htmページ
を そのままの形で公開するようお願いいたします。
Date: Sun, 23 Sep 2001 09:03:16 +0100
From: Clive Wallis [clivew@zetnet.co.uk]
To: Mineo Wakita [ei7m-wkt@asahi-net.or.jp]
Subject: Re: UO11WOD
Hi Mineo,
Thanks for your message.
> What is [unit] of the 4th status channel ?
The status channel in this WOD is channel 61. Channels 60 - 67 are
status channels, each bit represents an ON/OFF item. You won't see
much change in this channel. It picks up the magnetorguer firings,
which only last for one line. There are about three firings in the
WOD of 4000 lines!
Full information about decoding UO-11 telemetry & WOD is given in
the book-
Decoding the Telemetry from the Amateur Satellites, by Gould Smith
WA3SMX. It should be available from AMSAT-NA or AMSAT-UK.
Details are also in Journal IERE Supplement (on UoSAT-2) to Vol 57
No 5 Sept/Oct 1987.
I have put some details of the telemetry calibrations, including the
status, at the end of this e-mail. There are 8 status channels, each
of 12 bits. Channel 60 is first in this list . The MS bit comes first
for each channel. Thus channel 61 is bits 12 to 23.
Bit 20, Z magnetorquer is the one most likely to change.
Hope this helps.
73 Clive G3CWV
Hitchin, North Hertfordshire, UK.
-------------------------------------
UoSAT-2 TELEMETRY CHANNEL ALLOCATIONS
ANALOG CHANNELS.
Channel Name Equation
------- ------------------------------ --------
0 Array -Y Curr. (mA) (N * -1.9)+980.4
1 Nav. Mag X (uT) (N * 0.1485)-68
2 Nav. Mag Z (uT) (N * 0.1523)-69.3
3 Nav. Mag Y (uT) (N * 0.1507)-69
4 Sun Sensor 1 (V) (N * 0.01)+0
5 Sun Sensor 2 (V) (N * 0.01)+0
6 Sun Sensor 3 (V) (N * 0.01)+0
7 Sun Sensor 4 (V) (N * 0.01)+0
8 Sun Sensor 5 (V) (N * 0.01)+0
9 Sun Sensor 6 (V) (N * 0.01)+0
10 Array +Y Curr. (mA) (N * -1.9)+980.4
11 NavMag wing Temp (Deg C) (N * -0.289855)+95.6522
12 Horizon Sensor (V) (N * 0.01)+0
14 DCE RAMCurrent (mA) (N * 0.1493)-10.5075
15 DCE CPU Current (mA) (N * 0.5)-93.55
16 DCE Gen.Mem.Curr (mA) (N * 0.4762)-57.7619
17 +X Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
18 +Y Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
19 +Z Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
20 Array -X Curr. (mA) (N * -1.9)+980.4
21 +10V Current (mA) (N * 0.97)+0
22 +10V Voltage (V ) (N * 0.015)+0
23 P/W logic Curr (mA) (N * 0.14)+0
24 P/W Geiger Curr (mA) (N * 0.21)+0
25 El.Sp.+10V Curr (mA) (N * 0.096)+0
26 El.Sp.-10V Curr (mA) (N * 0.093)+0
27 -X Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
28 -Y Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
29 -Z Array Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
30 Array +X Curr. (mA) (N * -1.9)+980.4
31 -10V Current (mA) (N * 0.48)+0
32 -10V Voltage (V ) (N * -0.036)+0
33 1802 +10V Curr (mA) (N * 0.21)+0
34 Digit. +5V Curr (mA) (N * 0.13)+0
35 145MHz Power (mW) (N * 2.5)-275
36 145MHz Current (mA) (N * 0.22)+0
37 145 MHz TX Temp (Deg C) (N * -0.2)+96.1
38 Cmnd Dec Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
39 TLM system Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
40 Array Volts (30) (V) (N * 0.1)-51.6
41 +5V Current (mA) (N * 0.97)+0
42 +5V Voltage (V) (N * 0.0084)+0
43 DSR +5V Current (mA) (N * 0.21)+0
44 Command RX Curr (mA) (N * 0.92)+0
45 435MHz Power (mW) (N * 2.5)-200
46 435MHz Current (mA) (N * 0.44)+0
47 435 MHz TX Temp (Deg C) (N * -0.2)+96.1
48 P/W Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
49 BCR Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
50 Battery Current (mA) (N * 8.8)-4514.4
51 +14V Current (mA) (N * 5)+0
52 Battery Voltage (V) (N * 0.021)+0
53 Batt Cell Volt. (V) (N * 0.0053)+0
54 TLM +10V Curr (mA) (N * 0.02)+0
55 2.4MHz Power (mW) (N * 0.01)+0
56 2.4MHz Current (mA) (N * 0.45)+0
57 Battery Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
58 2.4GHz tx Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
59 CCD camera Temp. (Deg C) (N * -0.2)+96.1
DIGITAL STATUS POINTS
Bit Meaning 1 0
----- ---------------- ------------- -------------
0 145 MHz power On Off
1 435 MHz power On Off
2 2401 MHz power On Off
3 TLM mode select Dwell Run
4 TLM dwell load On Off
5 TLM dwell sourc Computer Gnd
6 OBC power On Off
7 OBC error count 1 0
8 OBC error count 1 0
9 OBC bootstrap PROM UART
10 OBC error count 1 0
11 OBC bootstrap B A
12 boom pyros Arm Safe
13 boom pyros Hold Fire
14 boom deployment Arm Safe
15 boom deployment Hold Deploy
16 boom deployment Retract Extend
17 Magnetorquers Arm Safe
18 X Magnetorquer Off On
19 Y Magnetorquer Off On
20 Z Magnetorquer Off On
21 Magnetorquers Forw Rev
22 435 MHz PSK NRZIC NRZI
23 2401 MHz PSK NRZIC NRZI
24 Magnetorquers Low High
25 Digit.power On Off
26 CCD power On Off
27 CCD int.period 1 0
28 CCD int.period 1 0
29 CCD amp gain 1 0
30 CCD amp gain 1 0
31 DSR power On Off
32 DSR mode Write Read
33 DSR mode Run Reset
34 Geiger-A power On Off
35 Geiger-B power On Off
36 Geiger-C power On Off
37 Sptr EHT power On Off
38 DCE expt. power On Off
39 DCE Run Reset
40 DCE PROM select B A
41 DCE clock rate 1.8 0.9
42 NavMag power On Off
43 SpaceDust power On Off
44 Status cal 1 0
45 BCR status B A
46 435 MHz mod PSK AFSK
47 2401 MHz mod PSK AFSK
48 OBC serial comm Enab Disab
49 DCE serial comm Enab Disab
50 144MHz channel B A
51 438 MHz channel B A
52 1269 MHz channel B A
53 Watchdog Enab Disab
54 Watchdog reset Reset Run
55 145MHz data sel 1 0
56 145MHz data sel 1 0
57 145MHz data sel 1 0
58 145MHz data sel 1 0
59 145MHz data sel 1 0
60 145MHz data sel 1 0
61 145MHz data rate 1 0
62 145MHz data rate 1 0
63 435MHz data rate 1 0
64 435MHz data rate 1 0
65 435MHz data rate 1 0
66 P/W counter ctrl Reset Count
67 VHF/UHF lock prot Enab Disab
68 Status cal 1 0
69 144MHz RX data Yes No
70 438MHz RX data Yes No
71 1269MHz RX data Yes No
72 P/W plate ctrl 1 0
73 P/W plate ctrl 1 0
74 P/W plate ctrl 1 0
75 Space Dust 1 0
76 Space Dust 1 0
77 Space Dust 1 0
78 Space Dust 1 0
79 Space Dust 1 0
80 Space Dust 1 0
81 Space Dust 1 0
82 Space Dust 1 0
83 DSR write compl Yes No
84 1802 CWO output 1 0
85 OBC TLM port 1 0
86 OBC TLM port 1 0
87 OBC TLM port 1 0
88 OBC TLM port 1 0
89 OBC TLM port 1 0
90 OBC TLM port 1 0
91 OBC TLM port 1 0
92 OBC TLM port 1 0
93 OBC TLM port 1 0
94 OBC TLM port 1 0
95 OBC TLM port 1 0
------------ End of list ------------
《参考URL》
http://www.users.zetnet.co.uk/clivew/
G3CWV, Clive Wallis
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Name : JE9PEL/1 脇田美根夫
Mail : ei7m-wkt@asahi-net.or.jp
URL : http://www.asahi-net.or.jp/~ei7m-wkt/
http://www.ne.jp/asahi/hamradio/je9pel/
QTH : Yokohama, Japan
Date : Sep 27, 2001
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