Демонстрационная матлаб-модель цифровой передачи и приема метеорологических данных (lrpt) в спутниковой системе “Метеор – М”

( 1 Vote ) 
Категория: ИКТМ 2015 Просмотров: 949

УДК 528.852

ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ МАТЛАБ-МОДЕЛЬ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ (LRPT)
В СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЕ “МЕТЕОР – М”
С.И. Сердюк*, студент 546 гр.;Лю Люньфен*, бакалавр каф. 501
Национальный аэрокосмический университет им Н.Е. Жуковского «ХАИ»

Популярный и общедоступный для широкого круга пользователей способ передачи спутниковых изображений в формате АРТ обладает множеством достоинств – простая аппаратура и программы для приема и обработки данных АРТ, доступный диапазон частот передачи – 137-138 МГц, простой и понятный формат данных. Вместе с этим он имеет серьезные недостатки – низкая разрешающая способность (4х4 км/пиксель), невысокая помехоустойчивость аналоговой передачи с использованием частотной модуляции, особенно на малых углах к горизонту. Все это не позволяет получать изображения высокого качества с мелкими деталями. Снимки поверхности Земли и атмосферы с гораздо лучшим качеством и с более высоким разрешением можно получать, используя цифровой способ передачи изображений в формате LRPT, принятый в системе МЕТЕОР-М.

 

В работе предлагается полная МАТЛАБ-модель цифровой передачи и приема (в формате LRPT) изображений земной поверхности и атмосферы, получаемых гидрометеорологическими спутниками МЕТЕОР-М. Использование модели позволит значительно упростить и ускорить разработку и отладку алгоритмов приема и обработки сигналов и изображений в формате LRPT без применения аппаратуры и сложных программных средств для непосредственного приема сигналов ИСЗ.
Разработанная модель содержит следующие процедуры: формирование исходного изображения, сжатие изображения с использованием модифицированного алгоритма JPEG, в свою очередь включающего формирование блоков, дискретное косинусное преобразование (ДКП), квантование коэффициентов ДКП, дифференциальное кодирование DC коэффициентов, Зигзаг-сканирование, кодирование длин повторений для коэффициентов АС, кодирование по Хаффмену. Закодированные данные организуются в цифровые пакеты, кодируются по Риду Соломону, рандомизируются, подвергаются сверточному кодированию и перемежению, и передаются с использованием QPSK модуляции. В приемной части модели осуществляется QPSK демодуляция, и все необходимые операции по последовательному декодированию и распаковке принятых данных и формированию изображения.

*Научный руководитель – к.т.н, проф. В.И. Шульгин.