● (No.302) PCsat GPSデータ (2002年 1月13日) ------------------------------------------- 長い冬休みの後、2週間ぶりに衛星にアクセスしました。本年最初の衛星受信 は、『PCsat』の 9600baud FSK信号を、144.390MHz(+/- doppler, B-side) で 受信してみました。昨年とはずいぶん様相が変わり、1分毎のビーコンの合間 に、下記のような GPSデータ($GPGGA)が 30秒毎に送信されていました。(JST) この $GPGGA の数値データの持つ意味はよくわかりませんが、衛星内部の状態 を表すビーコンのテレメトリデータの方は、下記に解析しておきました。 解読式参照, http://www.asahi-net.or.jp/~ei7m-wkt/numbr288.htm ----------------------------------------------------------------------- PCSAT-12>APRS,SGATE [11-Jan-02 16:39:19] (UI):$GPGGA, 005752.00,2452.5078,N,10159.4776,W,0,00,37.5,800784.4,M,0.0,M,,*49 PCSAT-12>APRS,SGATE [11-Jan-02 16:39:49] (UI):$GPGGA, 005752.00,2452.5078,N,10159.4776,W,0,00,37.5,800784.4,M,0.0,M,,*49 ----------------------------------------------------------------------- PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:37:12] (UI):T#554, 132,133,136,118,213,00011111,0101,1 PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:38:12] (UI):T#555, 129,130,188,144,213,00011111,0110,1 PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:39:12] (UI):T#556, 156,161,104,213,213,00011111,0111,1 PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:40:12] (UI):T#557, 079,040,057,055,213,00011111,0100,1 ----------------------------------------------------------------------- 太陽電池パネル(-X)電流:0*79^3+0.0034*79^2+0.2284*79-26.6= 12.7 [mA] 太陽電池パネル(-Z)電流:0*40^3+0.0096*40^2+0.864*40-53.8= -3.9 [mA] 太陽電池パネル(-Y)電流:0*57^3+0.0023*57^2+0.473*57-23.2= 11.2 [mA] 太陽電池パネル(+X)電流:0*55^3+0.003*55^2+0.4*55-26.6= 4.5 [mA] 太陽電池パネル(-Y)温度:0*132^3+0*132^2+0.3414*132-19.71= 25.4 [C] バッテリ(B)温度 :0*133^3+0*133^2+0.3414*133-19.71= 25.7 [C] 送信機(B)温度 :0*136^3+0*136^2+0.3414*136-19.71= 26.7 [C] 太陽電池パネル(-Z)温度:0*118^3+0*118^2+0.3414*118-19.71= 20.6 [C] 太陽電池パネル(-X)温度:0*129^3+0*129^2+0.3414*129-19.71= 24.3 [C] スタック(B)温度 :0*130^3+0*130^2+0.3414*130-19.71= 24.7 [C] 太陽電池パネル(+Y)電流:0*188^3+0.0038*188^2+0.0084*188-19.8= 116.1 [mA] バッテリ(B)電流: -0.00004*144^3+0.0158*144^2-3.32*144+259= -10.9 [mA] B-バッテリ(A)電圧 :0*156^3+0*156^2+0.09774*156+0= 15.2 [V] B-バッテリ(B)電圧 :0*161^3+0*161^2+0.09457*161+0= 15.2 [V] 電源出力電圧(B) :0*104^3+0*104^2+0.0223*104+0= 2.3 [V] 8V レギュレータ電圧(B):0*213^3+0*213^2+0.0351*213+0= 7.5 [V] 上記の太陽電池パネル(+Y)電流については、116.1 となりますが、他の部分の 太陽電池パネル電流と比べると桁が一桁違っています。衛星からの送信データ あるいは換算式がおかしい可能性があります。 また、太陽電池パネル(-Z)電流や バッテリ(B)電流の電流値がマイナスを示し ていますが、どういう意味なのかよくわかりません。 ところで この原稿に関連して、今朝、PCsat の管制局の Bob Bruninga氏から、 「PCsat 経由でナビトラ(NAVITRA) ができる」という私信を、直接受け取りま した。このナビトラの概念がよくわからないのですが、もし実際に運用されて いる方がいましたら、その具体的な運用方法を情報公開お願いします。 > Date: Fri, 11 Jan 2002 09:52:07 -0500 (EST) > From: Bob Bruninga [bruninga@usna.edu] > To: Mineo Wakita [ei7m-wkt@asahi-net.or.jp] > Subject: Re: [amsat-bb] PCsat "$GPGGA" > > If you have any friends that use NAVITRA in Japan you can tell > them that they can digipeat NAVITRA via PCsat. > > I hope NAVITRA is 1200 baud? I better check first... 衛星PCSAT の管制局の Bob Bruninga氏から返信が来ました。やはり、衛星内部 の電流の単位は、[mA](ミリアンペア)だということです。 先の私の原稿の電流 の単位を、全て [mA] に訂正して下さい。(ここでは既に訂正済み) また、衛星から送られてくる『GPSデータ "$GPGGA"』の数値の見方についても、 ヒントをいただきました。下に解説します。 Bob Bruninga wrote on 13 Jan 2002 09:35:07 -0500 (EST). > On Sat, 12 Jan 2002, Mineo Wakita wrote: 脇田> OK, I will announce in Japan about NAVITRA via PCsat. オーケー、PCSAT 経由の "ナビトラ" について、日本で広報しましょう。 ボブ> Thanks. ありがとう。 脇田> 1) Is this unit [A] ? or [mA] ? この(電流の)単位は [A] ですか? それとも [mA] ですか? ボブ> Milliamps. ミリアンペアです。 脇田> 2) What indicate this numerical data ? 次の数値データは、何を指し示しているのですか? > $GPGGA, 005752.00,2452.5078,N,10159.4776,W,0,00,37.5,800784.4,M,0.0,M,,*49 ボブ> This is common GPS data TIME, LATITUDE, LONGITUDE,0,##,.... where ## is the number of satellites in LOCK. That one has 0 satellites. But since yesterday it now tracks very well... これは、普通の GPSデータの "時刻, 緯度, 経度, 0, ##, ...." を表し ています。ここで ## は、ロックしている衛星の数です。(訳注, 対象物 を捕捉している衛星の数のことか?) 上記のデータでは、ゼロ(0)です。 しかし、昨日(Jan.12)からは、大変よく捕捉しています。 《訳注》 > $GPGGA, 005752.00,2452.5078,N,10159.4776,W,0,00,37.5,800784.4,M,0.0,M,,*49 ^^^^^^^^^ ----------- ____________ ^^ -------------------------- 時刻 北緯 西経 衛星 (この部分不明) (基準値不明) の数 《補足》 7N4IUR / 福田氏 wrote on 14 Jan 2002 16:48:05 +0900. このセンテンスですが、NMEA-0183 (National Maritime Electronics Association) という、GPS の標準形式とも言えるプロトコルのデータです。 先頭にある $GPGGA は、Global Positioning System Fix Data を表します。 データは、以下の通りのフォーマットになっています。 005752.00 UTCの時刻です。00:57:52.00 UTC 2452.5078,N 緯度です。北緯 24度52.5078分 10159.4776,W 経度です。西経101度59.4776分 0 Fix Quality または Status 衛星の動作状況です。 0 = invalid, 1 = GPS fix, 2 = DGPS fix 00 捕捉している衛星の数です。ここが0のため、GPSは 動作しておらず、FIX Quality も0になっています。 37.5 DOP(Dilution of Precision) GPS衛星の配置に よる誤差を表すパラメーター。GPS衛星同士が近接 していると、正確な三角測量ができないため、大き くなる。通常は1.0から5.0程度。最良は1.0です。 800784.4,M 平均海面よりの高度。単位はm。 0.0,M WGS84測地系データからの高度。 (空白) DGPS使用時、最終更新からの秒数。 (空白) DGPS使用時の、DGPSステーションIDナンバー。 *49 チェックサム Tnx.> 7N4IUR 本日(Jan.15, 09:13-09:22JST)の衛星PCsat(9600bps FSK, 144.390MHz B-side) から受信した GPSデータ には、新しい "GPSODS"フォーマット のものが送信さ れていました。(下記) PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:14:06] (UI): {F431149173648.413114940550 413121130 31117 299565B13 3-30874-320815C 621-33141-343464F1120 -347 -13981F172 5 10907 98571F 814 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:06] (UI): {F401149173888.0000013 -2080302.49 +3870402.24 +5668082.78 -1745.37835 -6098.19848 +3518.80314211 1.666 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:06] (UI): {F431149173888.413114940550421121130 27929 267971F1816 24251 230520 224 38541 373491F1420-11416-124791F1025 -254 -12501F 614 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:06] (UI): -15554-166292F17 1 5405 42711F 922-29268-303821F 7 5 33102 318961F14 4 25017 238471F1229-16173-172451F17 6 19755 186491F152C PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:36] (UI): {F411149173918.0000013 42780.1572230 21905037.35 -4999.571 3 0.00 +0.00124 25505891.76 -7077.93120 22315764.39 + PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:36] (UI): 2623.51125 19636723.59 +517.24114 22229285.64 +3345.931 1 24054382.18 -674.57122 21928161.86 +5875.771 5 25621221.42 -607 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:18:38] (UI): 5.541 4 25153714.92 -4435.73129 0.00 +0.001 6 22153268.92 -3429.47140 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:21:36] (UI): {F401149174098.0000013 -2415338.77 +2513973.73 +6266776.48 -1436.16607 -6770.89635 +2159.31239211 1.661 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 09:21:38] (UI): 9.631 4 24378748.39 -3680.78129 21910851.89 +4628.791 6 21568032.41 -2583.5515D なお、"NMEA-0183プロトコル" に関連して、次の書籍に、詳しく GPS の概念と 必要な機器について解説が掲載されていて、参考になります。 HAM Jounal series 100.2, 1999, 10月号臨時増刊, CQ出版社 GPSパケット通信を楽しもう [ナビトラのすべてがわかる] CQ ham radio誌, 1999, 3月号, p.123-130 特別企画「ナビトラ 導入から運用まで」<前編> CQ ham radio誌, 1999, 4月号, p.126-130 特別企画「ナビトラ 導入から運用まで」<後編> CQ ham radio誌, 1999, 4月号, p.131-132 特別企画「市販カーナビから GPS信号を取り出す」 CQ ham radio誌, 1999, 5月号, p.255-258 継続企画「座談会 ナビトラのおいたちと発展」 CQ ham radio誌, 1999, 5月号, p.259-262 継続企画「ナビトラ モニターの製作」 CQ ham radio誌, 1999, 6月号, p.68-69 本日(Jan.15)の、衛星PCsatの "GPSODS" フォーマットGPSデータ 第2弾です。 "GPSODS" とは、GPS Orbit Determination System であることが、HPを検索し ていてわかりました。 また 次の京都大学のHPは、GPS の概念を知るには非常 に良くまとめられている、必読の Webpage です。さらに 書籍も軟硬まぜて、 次の2種類を紹介します。 http://bg66.soc.i.kyoto-u.ac.jp/forestgps/gps_faq.html (京都大学大学院情報学研究科) パソコンGPSガイドブックII @niftyパソコンGPSフォーラム編 CQ出版社 改訂版 GPS測量の基礎 土屋淳・辻宏道 著 日本測量協会 (9600bps FSK, 144.390MHz B-side, 16:16-16:31JST, 15 Jan.) PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:24:36] (UI):{F411149199478.0000013 68340.13 166 7 25908789.47 +4327.061 8 22071497.27 +2985.011 2 19666633.76 +99.06127 22598916.78 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:24:37] (UI):-518.47129 26370933.60 -2153.8 3121 25088122.10 +4114.94122 27076036.79 -6011.65114 26591105.42 -1351.13128 22580057.41 +565 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:24:37] (UI):5.541 3 23737367.56 -2124.8112 0 23045364.29 -6941.33111 19477564.40 +1080.60147 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:25:06] (UI):{F401149199508.0000013 -4721110 .85 +3755885.90 +3883045.12 -4678.64487 -131.62105 -5551.78848212 1.17F PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:25:06] (UI):{F431149199508.4131149405504241 212 7-21756-229581F 8 8-15094-162281F16 2 -704 -17521F1327 3389 22461F1429 12 026 108241F 721 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:25:07] (UI):-21111-222721F 622 32975 317184 B 914 7796 66031F 728-29052-302101F15 3 11854 106871F1220 37000 358601F 511 -6 432 -74441F1349 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:25:38] (UI):3.581 3 23601255.48 -1944.6112 0 0.00 +0.00111 0.00 +0.0015A PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:27:06] (UI):{F401149199628.0000013 -5244931 .85 +3715823.00 +3188480.05 -4041.63731 -536.69592 -6009.84975212 1.17A PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:27:06] (UI):{F431149199628.4131149319488 41 212 7-22455-236711F12 8-17016-181631F10 2 -5528 -65841F1627 1466 3361F1129 9 932 87321F1421 PCSAT-12>GPSODS,SGATE [15-Jan-02 16:27:07] (UI):-23237-244161F1622 33237 319861 F 614 5755 45554B1228-30668-318344F15 3 9901 87361F1620 33889 327711F 811-13 181-142121F1752 昨日(Jan.17)の PCsat は、GPSデータを発信していなかったようなので、ここ ではテレメトリ解析のみを行ってみます。 1月11日の上記のデータ解析では、 太陽電池パネル(+Y)電流の数値が他より一桁大きくて変だ、というコメントを しましたが、1月17日のデータをみると、今度は 太陽電池パネル(-Y)電流の方 の値が大きくなっています。 このことから、たまたま観測時の太陽の方向が、前回と今回は太陽電池パネル の +Y面 と -Y面 と 180度反対に当たっていた、という大胆な推察もできます。 From PCSAT-11 To BEACON Via SGATE, PCsat, 1200bps AFSK, 144.390MHz B-side 17 Jan, 2002, JST [15:24:56] T#689,080,041,150,057,213,00111011,0000,1 [15:25:56] T#690,129,130,133,114,213,00111011,0001,1 [15:26:56] T#691,127,128,087,095,213,00111011,0010,1 [15:27:56] T#692,167,172,100,221,213,00111011,0011,1 太陽電池パネル(-X)電流:0*80^3+0.0034*80^2+0.2284*80-26.6= 13.4 [mA] 太陽電池パネル(-Z)電流:0*41^3+0.0096*41^2+0.864*41-53.8= -2.2 [mA] 太陽電池パネル(-Y)電流:0*150^3+0.0023*150^2+0.473*150-23.2= 99.5 [mA] 太陽電池パネル(+X)電流:0*57^3+0.003*57^2+0.4*57-26.6= 5.9 [mA] 太陽電池パネル(-Y)温度:0*129^3+0*129^2+0.3414*129-19.71= 24.3 [C] バッテリ(B)温度 :0*130^3+0*130^2+0.3414*130-19.71= 24.7 [C] 送信機(B)温度 :0*133^3+0*133^2+0.3414*133-19.71= 25.7 [C] 太陽電池パネル(-Z)温度:0*114^3+0*114^2+0.3414*114-19.71= 19.2 [C] 太陽電池パネル(-X)温度:0*127^3+0*127^2+0.3414*127-19.71= 23.6 [C] スタック(B)温度 :0*128^3+0*128^2+0.3414*128-19.71= 24.0 [C] 太陽電池パネル(+Y)電流:0*87^3+0.0038*87^2+0.0084*87-19.8= 9.7 [mA] バッテリ(B)電流: -0.00004*95^3+0.0158*95^2-3.32*95+259= 51.9 [mA] B-バッテリ(A)電圧 :0*167^3+0*167^2+0.09774*167+0= 16.3 [V] B-バッテリ(B)電圧 :0*172^3+0*172^2+0.09457*172+0= 16.3 [V] 電源出力電圧(B) :0*100^3+0*100^2+0.0223*100+0= 2.2 [V] 8V レギュレータ電圧(B):0*221^3+0*221^2+0.0351*221+0= 7.8 [V]
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