記一次完整的天文台探空儀 RS41 旅程

 

rs41_cover

 

前言

近排得悉有一免費探空儀的軟件 RS41 Tracker,型號正是天文台所用的同款。免費當然要實戰測試。我也十分希望記錄一次完整的探空旅程。於是策劃一次 operation,一次過滿足兩個願望。

 

Why RS41 Tracker

  • 免費
  • 仍處於開發活躍期
  • 版面較 user friendly。一般人不難理解其操控。
  • 可透過 SDR#plugin,控制 SDR# 自動開啟接收程序
  • 支援多個頻點掃描
  • 作者 IW1GIS 很用心編寫了十多頁的 user manual,講解各功能
  • export 整個過程接收到的 raw data,之後可 load 回該次資料重溫整個過程。

official site:

http://escursioni.altervista.org/Radiosonde/

 

準備細節

notebook 電池壽命只一小時多一點。遂淘了一枚自稱續航力有四小時的,實戰只得兩個半 hour

反覆參考地圖和過往探空儀路徑,選址在探空儀京士柏站附近的何文田配水庫的公園作為接收點。

 

實戰關建設定

RS41 Trackermanual 設好備用。

一如舊文提到的方法一樣,是先打開 SDR # 接收 nFM 403MHz。並透過 Virtual Audo cable 將接收到的 GFSK 音頻送到探空儀軟件解碼。

RS41 Tracker 可遙控 SDR#,開啟,並調到相關頻率。但這種一氣呵成的做法,較適合 SDR# 的設定已調好如增益,並單一用來接收到探空儀。

我的 SDR 實驗主要用 SDR#,設定經常改動,所以還是手動算了。

仍舊是約晚上 7:20 左右, SDR# 就收到很強的訊號。

rs41_strong

 

然而RS41 Tracker 卻沒甚反應。經驗所知,不外解碼不了,就是輸出的 sound level 不足或過高令波形失真。

如是第一點,sampling rate 己是最高的那就可收工了。

第二點,凸顯這個免費軟件的不足了。輸入的 sound level 沒有任何顯示接收情況,如舊文介過的 SondeMonitor 會顯示心電圖般,讓用家去 adjust level

由於可影響 sound level 的方法也很多,如 windowsvolumeSDR#volumeSDR agc 設定等等。左 tune 右試也不沒反應。

最後還是用已裝好 spare 備用的 SondeMonitor ,靠其心電圖去評估調整各參數。

最後的設定是 SDR#tuner agcRTL agc 均需開著。

 3

 

但那時已約 7:40pm 了。這時也有一個新發現,探空儀是向北漂,到達了青衣。這推翻了過往多次實驗的路徑,均是向東漂的結論。

rs41_tracker1

 

接收成功的第一步是可顯示位置和大氣壓力,但同時發現 PTU 中的溫度,濕度沒有資料。(留意 ozone sensorRS41 option 配件,天文台的 RS41 應沒裝上。)

這個在測試上一代探空儀的實驗,以日本的軟件接收時見識過。

簡單來說,收到的音頻訊號會轉化為一大堆數字,填在一個表中,這個表就是左下的 Sub Frames 了。表內資料有誤,表示一些數據丟失。

幸好,再等一下,估計是高度,坐向等遷就,沒有誤碼,PTU 資料可順利顯示出來。( DEW point 是憑 PTU 值計出來的。)

4 good setting

 

一切進入直路,除非電腦無電,或探空儀飛出接收範圍,否則應可紀錄這次探空儀的旅程。

這時侯,可試一下軟件的其他功能

首先,軟件的視窗是 fix size 的,不能縮放大小。這也導致中間地圖框略細。

地圖可以四種形式顯示,街道,衛星,hybird,地形。遺憾沒有 night mode 。所以後期我用衛星圖當 night mode 用。

RS41_12

 

Google Map 顯示有點流,只能將是次的位置在 browsercall google map 顯示,不能以軌跡形式顯示。

6 google map

 

ghost tracek,需上作者網站下載。只有其地區資料。起初百思不得其解為什麼能預測探空儀的路徑。實戰後想通了應是昨日或近期的路徑資料而已。

隨著時間流逝,探空儀在下降一斷時間後,會回報熄機時間並在左欄 Burst Killer 顯示。

rs41_bk

 

最後,在倒數約三分鐘,高度約 1000m,位置在機場對出海域失聯。SDR# 確認沒有訊號告終。

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Time to say goodbye

 

離開 RS41 tracker 前記得先 save 是次 Raw Data。之後可在 Google Earth 匯入。

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這次旅程在 Google Earth,開頭一段因調較需時沒有了。不過起點在京士柏,以想像搭夠。

 

A journey of Hong Kong observatory Radiosonde RS41 in 23-July -2018 evening

以19秒回顧一下這次旅程

 

總結

免費的 RS41 Tracker 功能雖有限制,如視窗 size 不能縮放,接收到的 PTU 數據也不能獨立 save。除非細閱 RS41的數據規格表,並從己 saveRaw Data 中抽取 PTU 數字,這不利一般同學,業餘氣象研究朋友獲取這些數據。

不過,免費係大曬既,再者,仍處於開發活躍期。我由ver1.5 試到 1.6,不過一星期的事。可以改進到更好是樂觀的。

這次實驗,也打破我一向以為探空儀就是向東漂的結論。如總飛向一邊,其實 outdoor 實測真係興趣不大。

新知識係之前一廂情願以為氦氣球爆破後,就會急速下墮。

但這次實驗結果卻是下降(紅箭咀向下)為時也近半小時,在大嶼山上空 L Turn 到機場外海一段路程也不短。

rs_41_floawing

 

天文台探空儀每晚固定時間升空,是接收測試,覆蓋方位,範圍的好對象。

SDR 手指配免費 RS41 tracker 接收探空儀資料,無需牌照,成本只幾十元。對比現在坊間五花八門所謂的青少年 STEM 課程。我只能說:

前者是 explorer,探索未知領域和知識;後者是一盤生意,參予是消費。兩者是不同的。

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