Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星
● (No.858) Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星 (2015年1月14日)
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MODIS(中分解能撮像分光放射計)を搭載している NASA地球観測衛星Terra/Aquaを
紹介します。MODISは、｢雲、放射エネルギー束、土地被覆、土地利用変化、植生、
地表温度、火災、噴火、海面温度、海色、積雪、気温、湿度、海氷｣ などの観測
を行うのに利用されていて、両衛星の MODISにより撮影された画像が各サイトで
公開されています。設計寿命は6年でしたが、現在も稼動中です。
この衛星の画像は、ロシア気象衛星 Meteor-M N2衛星と同様に左右の縮尺が縦長
になっているのですが、UK, Les Hamilton氏が "Smooth Modis" という縮尺補正
ソフトを公開しています。本日、2015年1月14日、Terra衛星がたまたま日本上空
を撮影した画像がありましたので、それをこのソフトを使って補正してみました。
http://www.eorc.jaxa.jp/hatoyama/satellite/sendata/modis_j.html
http://lance-modis.eosdis.nasa.gov/cgi-bin/imagery/realtime.cgi
http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov/?id=dspContent&cid=14
http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov/?id=dspContent&cid=15
http://kuroshio.eorc.jaxa.jp/ADEOS/mod_nrt_new/index.html
http://myweb.tiscali.co.uk/wxsatellite/modis.htm
http://www.restec.or.jp/satellite/terra
http://www.restec.or.jp/satellite/aqua
http://modis.gsfc.nasa.gov/
この衛星の周波数は8GHz帯のようで、直接受信するのは難しいようです。しかし
検索してみると、Simulcast Viewer(サイマルキャストビューワ)という NASA が
公開しているソフトを用いると、衛星が飛来した時にインターネット経由でリア
ルタイムで画像を取得できそうなことがわかりました。さっそくダウンロードを
すべく NASA に登録しました。認証には 1日ほど時間が掛かります｡
http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov/?id=software
http://e-asia2.tuis.ac.jp/browse/HowToSimulcastV3.pdf
NASAから登録の認証が下りましたので、さっそく Simulcast Viewer をダウンロ
ードしました。まず、この Simulcast Viewer は Windows XP ではインストール
できません。Windows 8.1 64ビットPC でも、｢JRE Ver1.6以下ではインストール
できない｣ というメッセージが途中で出たので、Java 6 や Java 8 を 先にイン
ストールしましたが、それでも Simulcast Viewer のインストールできません。
この先、時間がかかりそうなので、この実験をいったん停止します。
※64ビット版の Java 8 Update 25 (64bit), jre-8u25-windows-x64.exe を
インストールしたら、Simulcast Viewer のインストールも完了しました。
実験を再開します。http://java.com/ja/download/manual.jsp
NASA が提供している Simulcast Viewer は、64ビットPC 用に用意されて
います。32ビットPC でも機能するのですが、Suomi-NPP衛星搭載の VIIRS
データの表示はできません。 同様に、32ビットPC では、他の機能が使え
ない可能性があります。(後日、32ビットPCではインストール不能が判明)
昨日、Java 8 Update25 (64bit) をインストールすることで、Simulcast Viewer
を起動するところまでできました。今日は バッチファイルを作って、Server に
接続する実験を行いました。Windows8.1では、バッチファイルの中のフォルダ名
やファイル名に半角スペースがあると認識しないようです。そこで半角スペース
が間にある Program Filesフォルダにあった Simulcast を アンインストールし
て改めて C:\simulcastフォルダにインストールし直しました。さらに ファイル
名の Simulcast Viewer.exe と Simulcast Viewer.ini の間にある半角スペース
をアンダーバーに変え、Simulcast_Viewer.exe, Simulcast_Viewer.ini にしま
した。さらに、Windows8.1のファイアウォール経由通信の許可設定を Simulcast
に対して行いました。
simulcast.bat
C:\simulcast\Simulcast_Viewer.exe -maximize -auto_play map -server_choice simulcast.tuis.ac.jp:3502
ここまで行って最後に Server に接続することができません。あと少しのところ
まで来ているので、改めて実験を継続していきます。
コントロールパネル→システムセキュリティ→Windowsファイアウォール
→Windowsファイアウォールによるアプリケーションの許可→設定の変更
→別のアプリの許可→Simulcast Viewer選択
次に行ったポート実験 (この実験は必ずしも必要ない)
コントロールパネル→システムセキュリティ→Windowsファイアウォール
→詳細設定→受信の規則→Simulcast Viewer選択→新しい規則
→プロトコルおよびポート→ポート→TCP or UDP にチェック
→特定のローカルポート番号入力→接続を許可するにチェック
→名前と説明(オプション)を記入して完了
NASAから返信メールが届きました。また、NASAサイトにスレッドも立ち上がりま
した。上段Search欄に ｢Simulcast Viewer｣ と入力すると、このスレッドに直接
ヒットします。その通りに simulcast.bat に記入し直すと NASAサーバーに接続
することができました。そして、本日(20Jan2015) の Day_Time に Terra衛星が
撮影した画像を選択して、綺麗に描画させることができました。しかし、それは
どれも米国上空の画像なので、どうやって日本上空の画像を表示させることがで
きるのか、ということが次の課題です。やはり、日本のサーバーに接続する必要
があります。
東京情報大学管制局からも返信がありました。 simulcast.tuis.ac.jp は、現在
工事中のため、202.26.153.215:3502 を利用するように、ということです。この
202.･････のアドレスポート設定でサーバーに接続できることが確認できました。
(後日、simulcast.tuis.ac.jp:3502 のサーバーは復旧しました｡)
次の画像は、東京情報大学と連携している東京農業大学オホーツクキャンパスの
網走市地上局から、AQUA衛星を 本日(21Jan2015, 03:38:35-03:50:06UTC)受信し
た画像です。Simulcast Viewer で綺麗に画像処理できました。PDFの解説にある
ように画像上で右クリックしても画像を保存する別窓が現れません。今、管制局
サイマルキャスト同時伝送サービスのように、複数画像を重ね合わせ 1枚の画像
にする方法を模索中です。(この件も、下記のように自局で全て解決しました｡)
本日(22Jan2015)は、もう一つの地球観測衛星 Suomi-NPP が、VIIRS センサーに
より撮影した画像を処理してみました。Suomi-NPP は、2011年10月28日に打ち上
げられた衛星です。VIIRS(可視近赤外放射計群)は、可視波長帯域から 近赤外・
熱赤外波長帯域に感度を持つセンサーです。東京情報大学と連携する東京農業大
学の宮古亜熱帯農場(沖縄県宮古島市)地上局が、本日 04:19:56-04:32:13UTC に
受信した画像を、Simulcast_Viewer により次図のように画像処理してみました。
日本列島全体が雨雲の下に隠れています。画質のとても綺麗な衛星です。なお、
Viewer解析画像をまだ保存することができません。 (右クリックで保存できるの
は Map Layout画面だけであることが後日わかりました｡) NASA.GOV画像サイト｡
Suomi-NPP
東京情報大学GS局より補足 2015年01月22日
Simulcast は、地上観測データの一部のバンドを抽出し、地上局で受信すると
同時に放送(サイマルキャスト)しています。 Simulcast Viewer で保存できる
データは表示された画像のみで、データそのものを保存することはできません。
Simulcast Viewer は リアルタイムのモニターのみに利用されます。米国空軍
も、リアルタイムで情報大のサイマルキャストデータを見張っている人達がい
るそうです。火山噴火、台風などを見ているそうです。
情報大では、これとは別に レベル0 からレベル1, 2 と処理し画像を作成して
います。大掛かりな設備が必要です。まだ誰もやっていないのですが、サイマ
ルキャストの生データをリアルタイムで取得し、可視化する可能性があります。
このためには Linuxマシンを用意し、Simulcast Server を立ち上げます。
情報大の Simulcast Server を Up-stream server として、新たに立ち上げた
Simulcast Server を Down-stream server とします。 サイマルキャストのデ
ータがリアルタイムで拾えます。Down-stream server を、Simulcast Server
として機能させることもできます。この Down-stream server には、サイマル
キャストで放送されるデータが保存されますので、可視化の可能性があります。
現在は、Simulcast Viewerで見るだけですが。 Simulcast Server はノートPC
でも Linux をインストールし、立ち上げることができます。
JR7HOV/1局より補足 2015年01月22日
日本列島は雨雲の下ですね(上図)。当方でも東京情報大学のサーバーに接続で
きました。 Auto Play にして、日本近辺のエリアを選択して放置しておくと、
通過した衛星の画像が重ね書きされていきます。また Path Manager で、特定
の衛星の PATH を選ぶと表示されるようです。リアルタイムの Map Layout と
記録データ RECENT DATA PRODUCTS から入手できます。
リアルタイムデコード by JE9PEL/1
今夜(23Jan2015)受信できるのは、TERRA衛星の 20:13-20:22 (Ele10deg) および
21:48-22:01JST (Ele76deg) です。あらかじめ Simulcast Viewer - Options -
Map Layout の Auto Play にチェックを入れておくと、衛星が飛来するたびに、
衛星が撮影した画像が画面にリアルタイムに 1枚の画像として重ね合わさり刻々
と描画されていくことを確認しました。大変すばらしいシステムです。
TERRA 25994 1999-068A
AQUA 27424 2002-022A
NPP 37849 2011-061A
TERRA
1 25994U 99068A 15022.36386107 .00000319 00000-0 80865-4 0 383
2 25994 098.2036 098.9415 0001418 093.2279 266.9086 14.57112487802985
AQUA
1 27424U 02022A 15021.99017395 .00000602 00000-0 14380-3 0 2504
2 27424 098.2254 325.0167 0001375 087.8293 010.0400 14.57095301676535
NPP
1 37849U 11061A 15022.20005674 .00000059 00000-0 48626-4 0 9987
2 37849 098.6850 324.2115 0001631 111.3995 353.5028 14.19585389167662
本日飛来時間(Terra/Aqua/NPP), 24 Jan 2015
----- AOS ----- ---- Max El ---- ----- LOS ----- Dur
JST Az MA JST El Az JST Az MA min
TERRA
15/01/24 09:50 023.2 024 09:57 34.0 093.6 10:03 171.3 057 013
15/01/24 11:28 355.1 022 11:34 21.1 294.6 11:40 229.9 053 012
15/01/24 20:53 138.1 205 21:00 27.1 068.1 21:06 002.7 238 012
15/01/24 22:31 196.0 203 22:37 26.0 262.4 22:44 333.1 235 012
AQUA
15/01/24 00:26 034.1 030 00:32 16.2 095.1 00:38 151.4 060 011
15/01/24 02:03 004.0 025 02:10 42.6 279.7 02:17 210.7 060 013
15/01/24 03:44 323.5 031 03:47 01.8 301.7 03:49 284.3 043 004
15/01/24 11:30 116.9 214 11:35 13.5 067.2 11:41 012.1 241 010
15/01/24 13:06 176.6 205 13:13 55.7 265.3 13:19 342.2 240 013
15/01/24 14:49 252.2 216 14:51 02.0 274.2 14:54 296.0 229 005
15/01/24 23:35 074.7 044 23:36 00.5 083.2 23:38 096.0 050 002
NPP
15/01/24 01:23 014.4 007 01:30 76.0 081.8 01:38 190.5 045 015
15/01/24 03:04 347.8 007 03:10 12.3 300.0 03:16 247.2 036 011
15/01/24 11:05 108.6 197 11:11 10.7 061.3 11:16 013.8 225 011
15/01/24 12:43 166.2 187 12:50 86.5 286.0 12:58 347.0 225 015
15/01/24 14:26 229.5 193 14:31 07.9 272.9 14:36 314.6 218 010
15/01/24 23:28 064.9 023 23:30 01.9 084.6 23:33 104.6 036 005
衛星周波数(Terra/Aqua/NPP)
http://mdkenny.customer.netspace.net.au/metsat_frequencies.html
朝(24Jan2015) から Simulcast Viewer を起動放置しておいたところ、夕方には
Viewer がフリーズして固まっていました。 午前中の Terra/Aqua/Suomi-NPP の
画像は保存してありましたが、肝心の中央部分が未表示でした。
翌日(25Jan2015)、全ての衛星で日本列島の中央部分をしっかり網羅できました。
インターネット経由、NASA/TUIS 直接受信。
Terra 10:33-10:46JST, 25 Jan 2015, Ele 80 N-Z-WS, 8212.500MHz
Aqua 10:40-10:43JST, 25 Jan 2015, Ele 01 EN -EN, 8160.000MHz
NPP 10:48-10:57JST, 25 Jan 2015, Ele 06 E-E-EN, 7812.000MHz
Aqua 12:11-12:24JSt, 25 Jan 2015, Ele 36 SE-E-N, 8160.000MHz
Terra 12:12-12:21JST, 25 Jan 2015, Ele 07 SE-E-N, 8212.500MHz
NPP 12:24-12:39JST, 25 Jan 2015, Ele 62 SE-E-N, 7812.000MHz
Aqua 13:50-14:02JST, 25 Jan 2015, Ele 19 SW-W-WN, 8160.000MHz
NPP 14:06-14:18JST, 25 Jan 2015, Ele 14 SW-W-WN, 7812.000MHz
Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星, 1 Feb 2015
----- AOS ----- ---- Max El ---- ----- LOS ----- Dur
DATE JST AZ MA JST El Az JST Az MA min Sats
15/02/01 09:03 043.7 046 09:08 09.7 092.2 09:13 139.4 072 010 TERRA
15/02/01 10:21 056.8 230 10:21 00.2 052.9 10:22 045.2 234 001 NPP
15/02/01 10:39 008.7 040 10:46 68.9 286.7 10:52 200.4 074 013 TERRA
15/02/01 10:45 075.3 243 10:47 01.7 057.9 10:50 036.3 254 004 AQUA
15/02/01 11:53 138.1 208 12:00 31.3 063.7 12:07 359.0 243 014 NPP
15/02/01 12:17 148.8 225 12:24 41.9 078.7 12:30 357.1 003 013 AQUA
15/02/01 12:19 335.1 042 12:23 05.6 298.3 12:26 266.1 062 007 TERRA
15/02/01 13:33 194.4 204 13:40 28.3 265.7 13:47 333.5 239 014 NPP
15/02/01 13:56 208.5 225 14:02 16.5 265.5 14:08 326.3 255 011 AQUA
Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星, 21 Mar 2015
下図は、受信衛星数を 10 に設定して、2015年3月21日の Terra/Aqua/Suomi-NPP
各衛星からの受信データを描画した結果です。以下の各地上局で得られた衛星の
受信データを、東京情報大学に設置されているダウンストリームサーバーに集約
して、リアルタイムに 1枚の絵として描画していきます。
TUIS 東京情報大学 管制局 (千葉市)
TUIS-OC 東京農業大学 オホーツクキャンパス (網走市)
TUIS-MF 東京農業大学 宮古亜熱帯農場 (宮古島市)
Simulcast Viewer, developed by NASA Direct Readout Laboratory (DRL)
Optiones - Map Layout - Auto Play
Optiones - Player Manager - Maxium Total: 10
TERRA 8212.500MHz
AQUA 8160.000MHz
NPP 7812.000MHz
----- AOS ----- ---- Max El ---- ----- LOS ----- Dur
DATE JST AZ MA JST El Az JST Az MA min Sats
15/03/21 09:03 043.6 020 09:08 09.6 092.0 09:13 139.2 045 010 TERRA
15/03/21 10:20 058.9 251 10:21 00.3 051.2 10:22 043.5 000 002 NPP
15/03/21 10:39 008.8 013 10:46 69.1 288.8 10:52 200.4 047 013 TERRA
15/03/21 10:45 074.5 219 10:47 01.6 057.1 10:50 035.6 231 004 AQUA
15/03/21 11:52 138.9 229 11:59 31.5 069.6 12:06 359.7 008 014 NPP
15/03/21 12:17 148.3 202 12:24 41.5 075.4 12:30 357.1 235 013 AQUA
15/03/21 12:19 335.3 015 12:23 05.6 298.5 12:27 262.7 036 008 TERRA
15/03/21 13:32 193.6 225 13:39 28.2 260.3 13:46 332.6 005 014 NPP
15/03/21 13:56 206.2 201 14:02 16.7 267.0 14:08 326.9 232 012 AQUA
[補足1]
MODIS衛星について自局がよく参考に使っているのは NASAサイトです。ここから
ダウンロードした画像は、Meteor-M N2衛星画像解析と同様に 縮尺補正のために
Smooth Modis というソフトを使用します。
この画像の利用に際しては、出典｢NASA｣ と明示しておけば大丈夫かと思います。
サイトに掲載の画像は綺麗ですが、ここはやはり ｢Simulcast Viewer｣(サイマル
キャストビューワ)を使って自分で受信してみたいですね。
｢Simulcast Viewer｣ を使うと、画像をサイトからダウンロードする必要がなく
インターネット経由で衛星のダウンリンク信号を直接、時々刻々とリアルタイム
で ｢Simulcast Viewer｣ に自動的に描画されていきます。 ｢Simulcast Viewer｣
ソフトのダウンロードは、事前に NASA に登録するとすぐメールが送られてきま
す。NASAサイトから登録ができます。(認証には 1日ほど掛かります｡)
Terra/Aqua/Suomi-NPP 衛星が送信している周波数は 8GHz帯ですが、ディッシュ
アンテナとコンバーターを準備すれば、さらに各衛星からの信号を直接受信する
ことも可能だと思います。
Meteor-M N2/Terra/Aqua/Suomi-NPP など、なぜ画像処理が面倒で 実用性のない
衛星に執着しているのでしょう。何故か自局は、このように受信が面倒で難しい
衛星であればあるほど受信してみようという気持ちが湧いてきます。技術追求と
いう面もありますが、そのような衛星に自然と興味関心が湧いてくるのです。
[補足2]
Terra地球観測衛星を受信すべく、今朝、Simulcast Viewer を起動しようとしま
したが、｢JRE が････｣ という警告メッセージが出て立ち上がりません。Java を
消した記憶はないのですが、改めて最新 64ビット版 jre-8u45-windows-x64.exe
をインストールし直して、Simulcast Viewer を起動しました。 しかし、今度は
東京情報大学管制局 simulcast.tuis.ac.jp:3502 のポートに繋がらないという
メッセージが出て、先に進みません。そこで改めてもう一つのアドレスポートの
202.26.153.215:3502 を指定したところ、やっと、Simulcast Viewer は動作を
始め、直後に Terra衛星の本日(25Apr 2015), AOS時刻 09:32JST となりました。
(a図)は、そのパスをリアルタイムで受信デコードしている様子です。
Terra 09:32-09:44JST, 25 Apr 2015, Ele 21 NE-E-ES 8212.500MHz
NPP 10:58-11:08JST, 25 Apr 2015, Ele 9 E-EN-N 7812.000MHz
Terra 11:09-11:22JST, 25 Apr 2015, Ele 33 N-W-WS 8212.500MHz
Aqua 11:12-11:21JST, 25 Apr 2015, Ele 9 E-EN-N 8160.000MHz
NPP 12:35-12:49JST, 25 Apr 2015, Ele 79 S-Z-N 7812.000MHz
Aquq 12:47-13:00JST, 25 Apr 2015, Ele 84 S-W-N 8160.000MHz
NPP 14:17-14:28JST, 25 Apr 2015, Ele 10 SW-W-WN 7812.000MHz
AQUA 14:27-14:36JST, 25 Apr 2015, Ele 7 SW-W-WN 8160.000MHz
(a) (b) (c)
Terra/Aqua/Suomi-NPP 各衛星の 6回のパスが重なり合っています。(b図)
Terra/Aqua/Suomi-NPP 各衛星の 8回のパスで、1枚の絵が完成しました。(c図)
｢Aqua｣はラテン語で水を意味し、その名前に表現されているように、宇宙から水
とエネルギーの循環に関するさまざまな物理量を観測し、大気・海洋・陸域間の
相互作用とそれが地球システムの変化に及ぼす影響を総合的に調べることを目的
とした日本も技術協力している米国の地球観測衛星です。(JAXAサイトより加筆)
自局はいくつかの地球観測衛星を受信してみて、この Aqua衛星MODISシステムの
画像がより鮮明な青色をしているので、どちらかというと好みの衛星です。
※ SmoothModis Ver1.50, SmoothMeteor Ver1.30 update
http://www.eorc.jaxa.jp/hatoyama/satellite/sendata/modis_j.html
http://lance-modis.eosdis.nasa.gov/cgi-bin/imagery/realtime.cgi
http://myweb.tiscali.co.uk/wxsatellite/modis.htm
http://www.satnavi.jaxa.jp/project/aqua/
http://www.jaxa.jp/projects/sat/aqua/
http://www.restec.or.jp/satellite/aqua
http://aqua.nasa.gov/
Aqua Satellite
(C)NASA
[補足3]
Q: (From JE9PEL/1)
Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星に関連して、｢Simulcast_Viewer｣ の
使い方について 2年前にメールを何度か差し上げた横浜の脇田と申します。
その後、完璧に Simulcast_Viewer の使い方をマスターし、今日に至って
おります。本日久しぶりに NPP衛星を受信し、リアルタイムで衛星からの
信号を描画していて気が付いたのですが (この時の衛星の軌跡は SW-W-WN)
Map_Layoutの陸地の緑色の線と衛星からの画像が微妙にずれているのです。
おそらく、2年前に Simulcast_Viewer をインストールして、そのまま2年
が経過したことによる ｢ずれ｣ だと思います。下図の九州や韓国の付近を
見ていただくと、5mm ほどずれていることがわかります。これを修正する
方法がありましたら、ご教示下さい。(3 Jan.2017)
A: (From 東京情報大学GS)
連絡を頂き、ありがとうございます。
確認しましたところ、網走市オホーツクキャンパスの、サイマルキャスト
サーバーの軌道要素の更新が2016年12月10日を最後に、更新されておりま
せんでした。更新しましたので、これ以降の受信データの位置精度が向上
すると思います。
添付頂いた画像(下図)ですが、朝鮮半島の南端付近に、ノイズのラインが
入っております。これは、オホーツクキャンパスの受信開始のタイミング
で発生したノイズです。このラインより南側は、千葉の東京情報大の受信
設備で受信したデータです。東西方向にはズレがありますが、南北方向の
ズレは少ないことが分かると思います。
ところが、ノイズラインより北側は、オホーツクキャンパスのデータで、
南北方向のズレの多いことが分かります。千葉と宮古島の受信設備の軌道
要素は更新されておりましたので、ズレの少ない画像が再現されます。
サイマルキャストで再生するときに、オホーツクキャンパスのデータを除
いて再生しますと、位置誤差の少ない状態でご覧いただけると思います。
本日(2017年1月3日)の夜中から位置誤差の少ない状態になると思います。
A: (From JE9PEL/1)
Aqua衛星の本日のパス(13:11JST, 4 Jan.2017, 右図)で、緑色の陸地線が
きちんと修正され、衛星からの画像と合致していることを確認しました。
画質としては NPP衛星が綺麗です。(12:05JST, 4 Jan.2017, 右図右半分)
TUIS.021362.sc NPP VIIRS, 2017-01-04 03:06:43-03:14:04UTC, Resolution 750meter
Southeast Russia and Hokkaido in Japan
[補足4]
(C)NASA
JPSS-1(NOAA-20)
15Mbit/s, X-Band feed at 7812.000MHz
http://spaceflight101.com/jpss-1/jpss-1/
http://www.wmo-sat.info/oscar/satellites/view/208
Terra/Aqua/Suomi-NPP 地球観測衛星をリアルタイム受信するための NASAソフト
"Simulcast Viewer (サイマルキャストビューワ)" が、Ver 6.0 にアップデート
しています。Ver6.0 は今までの Terra/Aqua/Suomi-NPP衛星と、2017年11月18日
に打ち上げられた JPSS-1(NOAA-20)衛星の 4つの衛星を受信できる LINUX仕様の
ソフトです。Windows 64bit仕様のソフトは、Ver 5.1 以前のものに限られます。
NASAサイトから、いずれもダウンロードすることができます。 JPSS-1(NOAA-20)
衛星は、Suomi-NPP衛星と同様に、7812.000MHz で送信しています。 Simulcast
ソフトにより、リアルタイムでPC上に地球上の様子が描画されます。2018 4/15
詳細については → My_HP No.858, spaceflight101, eoPortal
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