mercoledì 10 febbraio 2016

Primo test di ricezione delle radiosonde

Chiacchierando con alcuni amici radioascoltatori e radioamatori ci siamo addentrati nell'argomento della ricezione e l'ascolto delle radiosonde.

Ho iniziato subito a cercare informazioni e documentazione in rete, trovate principalmente nel portale specializzato www.radiosonde.eu.

I palloni sonda sono dei palloni dotati di sensori per i più comuni parametri climatici ed ambientali e di un emettitore radio per l'invio dei dati a terra. Tali palloni, comunemente chiamati, radiosonde, vengono lanciati nell'atmosfera proprio per poter ottenere dati climatici e metereologici al fine dello studio e delle previsioni delle condizioni meteo.

E' possibile pertanto attraverso semplici strumenti ricevere i segnali di questi palloni sonda, segnali che viaggiano anche per alcune centinaia di chilometri, visto che nel loro volo le radiosonde raggiungono quote importanti anche superiori a 20.000 metri da terra.

Oltre all'ascolto è possibile, tramite appositi software, decodificare la telemetria delle radiosonde e addirittura seguirne il tragitto dal momento del lancio fino all'atterraggio.
Alcuni appassionati fanno delle vere e proprie cacce alle radiosonde monitorando i tragitti, al fine di localizzarle e recuperarle al termine del volo, dopo la fase di atterraggio. Le radiosonde recuperate vengono tenute quale "trofeo" o, per chi si diletta di elettronica ed autocostruzione, forniscono alcuni componenti e sensori elettronici che vengono riutilizzati in vario modo.

Dopo aver ricevuto i primi consigli e suggerimenti pratici da alcuni esperti che già operano tali monitoraggi, ho provato un primo test di ricezione delle radiosonde monitorando il lancio delle 23.00 UTC del 09/02/2016.

La scelta è caduta sulla radiosonda di Udine, il cui lancio si è trasferito nell'ultimo periodo da Campoformido a Rivolto, in quanto la più vicina alla mia postazione.
La radiosonda viene lanciata ogni giorno alle ore 11.00 UTC e 23.00 UTC e trasmette sulla frequenza di 404.000 kHz.

Essendo la prima volta che tentavo l'ascolto ho deciso di eseguire un primo semplice test di ricezione della radiosonda di Udine Rivolto per capire innanzitutto se tale tipologia di segnale è alla portata delle mie apparecchiature e delle antenne a mia disposizione.
Ho quindi monitorato solamente l'audio in frequenza, senza tentare la decodifica della telemetria, contemporanemante con due ricevitori per vedere e capire le differenze.
Il primo setup era formato da un ICOM 3210E e antenna bibanda collegato poi al computer per l'analisi del segnale sullo spettrogramma attraverso il software SpectrumLab.
Il secondo setup era formato da una chiavetta USB SDR low cost quale ricevitore e come antenna un dipolo autocostruito per la frequenza di 404.000 kHz, il tutto abbinato al software di gestione dell'SDR HDSDR. Grazie a questo secondo setup, avendo un'ampia gamma di ricezione, è stato possibile monitorare contemporanemante anche altre due frequenze vicine, corrispondenti a due radiosonde che lanciano alla stessa ora: Ferrara sulla frequenza di 404.600 kHz e Milano sulla frequenza di 404.800 kHz.

Alle ore 22.50 UTC, ore 23.50 locali, ho dato inizio al monitoraggio di possibili segnali provenienti dalle radiosonde
Nelle immagini che seguono, è riportato in alto il monitoraggio del primo setup avvenuto con SpectrumLabm, mentre in basso il monitoraggio del secondo setup avvenuto con HDSDR.

Come si può notare dalla prima immagine non vi è la presenza di alcun segnale in nessuno dei due spettrogrammi. 
E' bene specificare che i due segnali continui (portanti), rispettivamente a 404.150 e 404.421 kHz che si vedono sullo spettrogramma in basso, derivano da un bug delle chiavette SDR low cost, pertanto non vanno tenute in considerazione ai fini del monitoraggio.


Alle ore 23.04 UTC, nel secondo setup, inizia a comparire sulla frequenza di 404.000 kHz un segnale. Analizzato e confrontato il suono con le registrazioni di esempio del sito www.radiosonde.eu, si può ipotizzare che si tratti quasi certamente della radiosonda di Udine Rivolto, che alzandosi in volo entra in portata ottica con la mia postazione, cosa che permette la ricezione del segnale.


Alle ore 23.08 UTC, il primo setup continua a non riceve alcun segnale, cosa che continuerà fino alla fine del monitoraggio. Da questo momento pertanto terremo in considerazione solo il secondo setup che in questa fase, oltre a continuare a ricevere la radiosonda di Udine Rivolto, riceve contemporaneamente un secondo segnale alla frequenza di 404.615 kHz. La frequenza è vicina a quella della radiosonda di Ferrara, ma non è la stessa.


Alle ore 23.19 UTC, compare nel secondo setup continuano i segnali precedenti, con una umento di intensità per quanto riguarda quello della radiosonda di Udine Rivolto. Contestualmente sullo spettrogramma e in audio compare un nuovo segnale sulla frequenza di 404.600 kHz, proprio quella della radiosonda di Ferrara.


Durante il resto del monitoraggio, proseguito fino alle ore 00.15 UTC, il segnale della radiosonda di Udine Rivolto è stato quello che ha registrato la maggiore intensità e stabilità. Seppur con minore intensità anche il segnale della radiosonda di Ferrara è rimasto sempre presente, mentre il terzo segnale sulla frequenza di 404.615 kHz è stato ricevuto in maniera incostante.
Di seguito si riportano due schermate, rispettivamente alle 23.28 UTC e alle ore 00.05 UTC, durante la fase di ricezione dei segnali più intensi e stabili ricevuti dalle due radiosonde.



A seguire una terza immagine registrata alle ore 00.11 UTC con uno zoom esclusivamente del secondo setup e dei segnali ricevuti dalle radiosonde di Udine Rivolto e Ferrara.



Vista l'ora il monitoraggio si è concluso alle ore 00.15 UTC, mentre le radiosonde hanno proseguito il loro volo che, da quanto appreso in rete, ha una durata complessiva di circa 2 ore e 15 minuti dal momento del lancio. Con buona probabilità quindi le radiosonde hanno proseguito il loro volo fino alle ore 01.15 UTC.

Conclusioni
Verificando gli orari di lancio, considerate le distanze dai luoghi di lancio, confrontando la tipologia e l'audio dei segnali ricevute con gli esempi tipologici disponibili in rete, si può confermare l'avvenuta ricezione delle due radiosonde rispettivamente lanciate da Udine Rivolto e Ferrara
Resta da capire ed interpretare il terzo segnale comparso a 404.615 kHz, il quale potrebbe essere una terza radiosonda. Non avendo ancora dimestichezza con la materia e non avendo decodificato in questo primo test la telemetria delle radiosonde, non ho ancora avuto la possibilità di identificare l'eventuale radiosonda in base alla sola frequenza di trasmissione.
Per quanto riguarda la radiosonda di Milano, citata nelle premesse iniziali e che trasmette sulla frequenza di 404.800 kHz, non è avvenuta alcuna ricezione.

Prossimamente effettuerò nuovi test di ascolto, magari provando la ricezione e la decodifica della telemetria, in modo da visualizzare anche i dati ed il tragitto delle radiosonde.