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● (No.302) PCsat GPSデータ (2002年 1月13日)
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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 $GPGGA の数値データの持つ意味はよくわかりませんが、衛星内部の状態
を表すビーコンのテレメトリデータの方は、下記に解析しておきました。
解読式参照, http://www.asahi-net.or.jp/~ei7m-wkt/numbr288.htm
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PCSAT-12>APRS,SGATE [11-Jan-02 16:39:19] (UI):$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):$GPGGA,
005752.00,2452.5078,N,10159.4776,W,0,00,37.5,800784.4,M,0.0,M,,*49
-----------------------------------------------------------------------
PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:37:12] (UI):T#554,
132,133,136,118,213,00011111,0101,1
PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:38:12] (UI):T#555,
129,130,188,144,213,00011111,0110,1
PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:39:12] (UI):T#556,
156,161,104,213,213,00011111,0111,1
PCSAT-12>BEACON,SGATE [11-Jan-02 16:40:12] (UI):T#557,
079,040,057,055,213,00011111,0100,1
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太陽電池パネル(-X)電流：0*79^3+0.0034*79^2+0.2284*79-26.6= 12.7 [mA]
太陽電池パネル(-Z)電流：0*40^3+0.0096*40^2+0.864*40-53.8= -3.9 [mA]
太陽電池パネル(-Y)電流：0*57^3+0.0023*57^2+0.473*57-23.2= 11.2 [mA]
太陽電池パネル(+X)電流：0*55^3+0.003*55^2+0.4*55-26.6= 4.5 [mA]
太陽電池パネル(-Y)温度：0*132^3+0*132^2+0.3414*132-19.71= 25.4 [C]
バッテリ(B)温度 ：0*133^3+0*133^2+0.3414*133-19.71= 25.7 [C]
送信機(B)温度 ：0*136^3+0*136^2+0.3414*136-19.71= 26.7 [C]
太陽電池パネル(-Z)温度：0*118^3+0*118^2+0.3414*118-19.71= 20.6 [C]
太陽電池パネル(-X)温度：0*129^3+0*129^2+0.3414*129-19.71= 24.3 [C]
スタック(B)温度 ：0*130^3+0*130^2+0.3414*130-19.71= 24.7 [C]
太陽電池パネル(+Y)電流：0*188^3+0.0038*188^2+0.0084*188-19.8= 116.1 [mA]
バッテリ(B)電流： -0.00004*144^3+0.0158*144^2-3.32*144+259= -10.9 [mA]
B-バッテリ(A)電圧 ：0*156^3+0*156^2+0.09774*156+0= 15.2 [V]
B-バッテリ(B)電圧 ：0*161^3+0*161^2+0.09457*161+0= 15.2 [V]
電源出力電圧(B) ：0*104^3+0*104^2+0.0223*104+0= 2.3 [V]
8V レギュレータ電圧(B)：0*213^3+0*213^2+0.0351*213+0= 7.5 [V]
上記の太陽電池パネル(+Y)電流については、116.1 となりますが、他の部分の
太陽電池パネル電流と比べると桁が一桁違っています。衛星からの送信データ
あるいは換算式がおかしい可能性があります。
また、太陽電池パネル(-Z)電流や バッテリ(B)電流の電流値がマイナスを示し
ていますが、どういう意味なのかよくわかりません。
ところで この原稿に関連して、今朝、PCsat の管制局の Bob Bruninga氏から、
「PCsat 経由でナビトラ(NAVITRA) ができる」という私信を、直接受け取りま
した。このナビトラの概念がよくわからないのですが、もし実際に運用されて
いる方がいましたら、その具体的な運用方法を情報公開お願いします。
> Date: Fri, 11 Jan 2002 09:52:07 -0500 (EST)
> From: Bob Bruninga [bruninga@usna.edu]
> To: Mineo Wakita [ei7m-wkt@asahi-net.or.jp]
> Subject: Re: [amsat-bb] PCsat "$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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