DE4321119C2 - Anordnung zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen, gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.

Die Wettersatelliten bilden eine wichtige Informationsquelle für Meteorologen. Mit Hilfe der Wettersatelliten werden Daten übertragen, aus denen die Geschwindigkeit von Luftströmungen, Temperaturen von verschiedenen Meeresströmungen, Wolkenbewegungen und vieles mehr bestimmt werden können. Diese Daten werden sowohl von Forschern ausgewertet, um grundsätzliche Klimaveränderungen zu erkennen als auch von Meteorologen, die kurzfristige Wettervorhersagen aus den erhaltenen Informationen ableiten können.

Zur Aufzeichnung von Bildern wird beispielsweise beim Meteosat, einem geostationären europäischen Wettersatelliten ein Radiometer mit drei verschiedenen Spektralbereichen verwendet, das die Erde zeilenweise abtastet.

Der erste von Meteosat aufgenommene Frequenzbereich umfaßt die Lichtwellenlängen von 0,4 µm bis 1,1 µm. In diesem Bereich stehen zwei Kanäle zur Verfügung. Pro Bild werden 5000 Zeilen und 5000 Bildpunkte übertragen, was zu einer Auflösung von etwa 2,5 km pro Bildpunkt führt.

Im IR-Bereich mit den Lichtwellenlängen von 5,7 µm bis 7,1 µm hat man einen Kanal zur Verfügung, der 2500 × 2500 Bildpunkte auflöst. In diesem Frequenzbereich wird der Wasserdampfgehalt der oberen Troposphäre aufgenommen. In der Bilddarstellung erscheinen Bereiche mit hohem Wasserdampfgehalt hell und Bereiche mit niedrigem Wasserdampfgehalt dunkel.

Ein zweiter IR-Bereich mit den Lichtwellenlängen von 10,5 µm bis 12,5 µm wird auf zwei Kanälen übertragen, von denen einer redundant ist. Die empfangene Strahldichte in diesem Frequenzbereich hängt von der Temperatur der aufgenommenen Oberfläche ab. Kalte Oberflächenbereiche erzeugen eine geringe Strahldichte und somit ein helles Bild. Warme Oberflächen erzeugen dunkle Bildbereiche.

Die im Satelliten aufgenommenen Bilder werden zur Erde gesendet und in einem Großrechner aufbereitet, wie z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2-141692 (A) beschrieben. Die im Großrechner bearbeiteten Bilder werden wieder an den Satelliten gesendet und von dort abgestrahlt.

Diese Bildsendungen können auf der Erde auf den Frequenzen 1694,5 MHz und 1691,0 MHz empfangen werden. Es wird mit horizontaler Polarisation bei einem Frequenzhub von ±9 kHz gesendet. Pro Zeile werden 840 Bildpunkte übertragen, wobei die Übertragung einer Zeile 250 ms dauert. Bei den geostationären Satelliten erfolgt die Bildaussendung nach einem vorgegebenen Zeitplan, nach dem zu bestimmten Zeiten Bilder verschiedener Gebiete gesendet werden. Die Bilder setzen sich aus Steuer- und Bildsignalen zusammen. Jede Übertragung eines Bildes beginnt mit einem Startsignal (300 Hz-Ton, Dauer: 3 s), einem Phasensignal (Dauer: 5 s) und einem digitalen Kennsignal (zwei Bildzeilen), dem der Bildinhalt (800 × 800 Bildpunkte, Dauer: 200 s) und ein Stoppsignal (450 Hz-Ton, Dauer: 5 s) folgen. Nach dem Empfang und der Frequenzdemodulation liegen die Bildsignale in amplitudenmodulierter Form vor. Die Trägerfrequenz liegt bei 2400 Hz.

Deshalb ist es möglich, die Bildsignale auf ein einfaches Tonband- oder Kassettengerät aufzuzeichnen. Werden beispielsweise die Bilder eines bestimmten Gebietes über einen längeren Zeitraum aufgezeichnet, ist eine filmartige Darstellung der Entwicklung des Wettergeschehens möglich. Wegen der langen Übertragungszeit der einzelnen Bilder (über 200 s pro Bild) ist es für einen Benutzer sehr umständlich und zeitraubend, ein für ein bestimmtes Gebiet ausgestrahltes Bildsignal über einen längeren Zeitraum aufzunehmen, da zwischen den einzelnen Ausstrahlungen des gewünschten Bildes unter Umständen ein längerer Zeitraum liegt.

Eine zeitgesteuerte Aufzeichnung der einzelnen Bilder, die prinzipiell mittels des bekannten Sendeplans möglich ist, hat sich als zu ungenau erwiesen, da es für die spätere Bildwiedergabe unbedingt nötig ist, daß die Bildsignale zusammen mit allen Steuersignalen vollständig aufgezeichnet werden. Weitere Probleme ergeben sich, wenn es zu Verschiebungen im Sendeplan, beispielsweise durch Störungen im Satelliten kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Anordnungen zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen anzugeben, bei denen die oben beschriebenen Probleme vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, daß durch die Eingabe der Kennung des für die Aufzeichnung ausgewählten Bildes die vollständige Aufzeichnung der jeweiligen Bildsignale - unter optimaler Ausnutzung des Bandmaterials - erreicht wird. Die Anwesenheit einer Bedienperson ist dabei nicht erforderlich.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mittels Figuren.

Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, und

Fig. 3 den Aufbau des Wettersatellitenbildsignals sowie den Betriebszustand des zur Aufzeichnung verwendeten Tonbandgeräts.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Blockschaltbilder erfindungsgemäßer Anordnungen zeigen nur die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendigen Bestandteile. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung weiterer Bestandteile, die insbesondere die Wiedergabe der Bildsignale betreffen, verzichtet. Nachfolgend angegebene Werte beziehen sich auf den Wettersatelliten Meteosat und werden lediglich beispielhaft genannt. Andere Wettersatelliten strahlen ähnliche Bildsignale ab.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung weist eine Antenne 5, ein Empfangsteil 6, ein Tonband- oder Kassettengerät 1 mit einem Bandstandzähler 2, eine Steuereinheit 4, die beispielsweise im wesentlichen aus einem Mikrocomputer bestehen kann, und eine Tastatur 3 auf. Die von der Antenne 5 empfangenen Wettersatellitensignale werden vom Empfangsteil 6 verstärkt, auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt und frequenzdemoduliert. Am Ausgang steht das auf eine Trägerfrequenz von 2400 Hz amplitudenmodulierte Bildsignal zur Verfügung. Dieses Bildsignal liegt zur Aufzeichnung am Eingang des Tonbands 1 an. Außerdem liegt das Bildsignal an der Steuereinheit 4 an, in welcher die Auswertung der Steuersignale erfolgt.

Wird die Aufzeichnung der Bilder eines bestimmten Bereichs gewünscht, so wird die Kennung des entsprechenden Bildes mittels der Tastatur 3 eingegeben. Die Kennung ist ein digitales Signal, welches 50 Zeichen umfaßt. Die ersten acht Zeichen stellen den Namen des Satelliten dar, die folgenden drei Zeichen geben an, in welchem Lichtwellenbereich die Bilder vom Satelliten aufgenommen wurden. Daran schließen sich sechs Zeichen für das Datum und vier Zeichen für die Zeit sowie vier Zeichen zur Bestimmung des im Bild dargestellten Gebiets an. Die verbleibenden 25 Zeichen haben beliebigen Inhalt. Um die Aufzeichnung eines bestimmten Gebiets bewirken zu können ist also insbesondere die Eingabe der vier Zeichen nötig, die die Bestimmung des im Bild dargestellten Gebiets ermöglichen. Daher kann beispielsweise ein Bedienungsmodus vorgesehen werden, bei dem nur die vier letztgenannten Zeichen eingegeben werden müssen. Der Bedienungsaufwand wird damit erheblich reduziert.

Wurde eine Kennung eingegeben, werden die in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenen Steuersignale in der Steuereinheit 4 ausgewertet. Bei Auftreten des Startsignals ST wird, wie in Fig. 3 dargestellt, das Tonbandgerät 1 von der Steuereinheit 4 von einem Pausenmodus P in einen Aufzeichnungsmodus A gebracht, wobei der zu diesem Zeitpunkt vom Bandstandzähler 2 ermittelte Wert Z in der Steuereinheit 4 abgespeichert wird. Das Bildsignal wird somit von Anfang an aufgezeichnet. Nach Empfang des Phasensignals EP wird das darauffolgende digitale Kennsignal DK in der Steuereinheit 4 ausgewertet.

Bei Übereinstimmung von Kennsignal DK und eingegebener Kennung wird die Aufzeichnung fortgesetzt. Bildsignal BS und Stoppsignal SP werden aufgezeichnet und die Steuereinheit 4 bringt das Tonbandgerät 1 nach Beendigung des Stoppsignals SP vom Aufzeichnungsmodus A in den Pausenmodus P. Der Bandstandzähler 2 weist dann den Wert Z′ auf.

Stimmen Kennsignal DK und eingegebene Kennung nicht überein, wird die Aufzeichnung durch die Steuereinheit 4 abgebrochen. Anschließend wird von der Steuereinheit 4 ein Signal erzeugt, welches das Tonbandgerät 1 in einen Rückspulmodus R bringt, der aufrechterhalten wird, bis der Wert des Bandstandzählers 2 wieder mit dem abgespeicherten Wert Z übereinstimmt.

Die oben beschriebene Aufzeichnungssteuerung wird für nachfolgend gesendete Bilder wiederholt, bis das Ende des Bandmaterials erreicht ist oder bis eine Bedienperson die Aufzeichnung beendet. Daneben kann es vorgesehen sei, daß eine genau vorbestimmte Anzahl von Bildern aufgezeichnet wird.

Außerdem kann ein Modus vorgesehen werden, bei dem Bilder verschiedener Gebiete aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung wird dann nicht nach Beendigung des Stoppsignals angehalten, sondern frühestens nach der Auswertung des danach folgenden digitalen Kennsignals.

Die in Fig. 2 dargestellte zweite erfindungsgemäße Anordnung zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen weist neben den in Fig. 1 vorhandenen Bestandteilen zusätzlich einen elektronischen Speicher 7 auf. Der Speicher 7 kann beispielsweise ein FIFO-Speicher sein. Gleiche Bestandteile der Fig. 1 und 2 sind gleich gekennzeichnet. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 kann bei der Ausführungsform nach Fig. 2 auf den Bandstandzähler 2 verzichtet werden.

Bei Erkennung des Startsignals ST wird, gesteuert von der Steuereinheit 4, das Bildsignal in den Speicher 7 geschrieben. Ergibt die Überprüfung von Kennsignal DK und eingegebener Kennung eine Übereinstimmung, so wird das Tonbandgerät 1 gestartet und die im Speicher 7 gespeicherten Informationen werden ausgelesen und vom Tonbandgerät 1 aufgezeichnet. Der Speicher 7 bewirkt somit eine zeitverzögerte Aufzeichnung des Bildsignals. Die Größe des Speichers 7 muß deshalb so bemessen sein, daß das Bildsignal bis nach der Überprüfung der Kennsignale DK sowie dem Start des Tonbandgeräts 1 in den Aufzeichnungsmodus A verzögert werden kann. Stimmen Kennsignal DK und eingegebene Kennung nicht überein, wird der Speicher 7 rückgesetzt.

Die Aufzeichnungssteuerung wird, wie für die erste Ausführungsform beschrieben, nach Abarbeitung jedes Bildsignals fortgesetzt. Die Bilder mehrerer Gebiete können ebenfalls, wie oben beschrieben, aufgezeichnet werden.

Claims (5)

1. Anordnung zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen, die eine Auswahl der aufzuzeichnenden Bilder erlaubt, mit

• - einem Aufzeichnungsgerät (1) mit einem Zählwerk (2) zur Aufzeichnung der Wettersatellitenbildsignale,
• - einer Tastatur (3) zur Eingabe von Kennungen der aufzuzeichnenden Bilder, und
• - einer Steuereinheit (4), welche die Anordnung nach Maßgabe von in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenen Steuersignalen steuert, dadurch gekennzeichnet,

daß zu Beginn eines jeden Bildes das Aufzeichnungsgerät (1) nach Maßgabe eines in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenen Startsignals (ST) von der Steuereinheit (4) für die Aufzeichnung (A) gestartet wird, wobei der momentane Wert (Z) des Zählwerkes (2) in der Steuereinheit (4) gespeichert wird,
daß die Steuereinheit (4) ein in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenes digitales Kennsignal (DK) auswertet und bei Übereinstimmung mit der mittels der Tastatur (3) eingegebenen Kennung die Aufzeichnung (A) nach Beendigung des im Wettersatellitenbildsignal enthaltenen Stoppsignals (SP) beendet, oder
daß die Steuereinheit (4) bei Nichtübereinstimmung von Kennung und Kennsignal (DK) die Aufzeichnung (A) beendet und einen Rückstellvorgang (R) am Aufzeichnungsgerät (1) startet, bis der Wert des Zählwerkes (2) mit dem abgespeicherten Wert (Z) übereinstimmt, und
daß die Steuereinheit (4) auf das erneute Auftreten eines Startsignals (ST) lauert.

2. Anordnung zur Aufzeichnung von Wettersatellitenbildsignalen, die eine Auswahl der aufzuzeichnenden Bilder erlaubt, mit

• - einem Aufzeichnungsgerät (1) zur Aufzeichnung der Bildsignale,
• - einer Tastatur (3) zur Eingabe von Kennungen der aufzuzeichnenden Bilder, und
• - einer Steuereinheit (4), welche die Anordnung nach Maßgabe von in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenen Steuersignalen steuert, dadurch gekennzeichnet,

daß zu Beginn eines jeden Bildes nach Maßgabe eines in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenen Startsignals (ST), gesteuert von der Steuereinheit (4), das Wettersatellitenbildsignal in einen elektronischen Speicher (7) abgespeichert wird,
daß die Steuereinheit (4) ein in den Wettersatellitenbildsignalen enthaltenes digitales Kennsignal (DK) auswertet und bei Übereinstimmung mit der mittels der Tastatur (3) eingegebenen Kennung die Aufzeichnung (A) des durch den elektronischen Speicher (7) zeitverzögerten Wettersatellitenbildsignals mittels des Aufzeichnungsgeräts (1) startet, um sie nach Beendigung des im Wettersatellitenbildsignal enthaltenen Stoppsignals (SP) zu beenden, oder
daß die Steuereinheit (4) den Speicher (7) bei Nichtübereinstimmung rücksetzt, und
daß die Steuereinheit (4) auf das erneute Auftreten eines Startsignals (ST) lauert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Speicher (7) ein FIFO-Speicher ist.