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。

rs41_15

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。

rs_41_c_gm

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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BrandMeister 的 AirSecurity 設定測試

 

airsecurity_cover

 

前言

舊文提到,BrandMeister dashboard 內設有身份認證功能

(AirSecurity/TOTP),預設是關掉的。

airsecurity

 

這文就試一下這個玩法。

 

身份認證機制

登記了 DMR ID,和使用了 3rd fwMD380/G 用家都應知道,DMR ID 的資料庫是公開的,上網一看就知道到 ham 所獲分配的 DMR ID 了。

這也泛生一個問題,利用其他人的 ID 發射,冒充別人了。

雖這個年頭,我認為會這樣做的人不多。但總有人需要防一下的。設定也不複雜,就當練習演習一次吧。正所謂藏器於身,待時而用。

整個身份認證機制,就如一些信用咭網上購物一樣,需配上你的智能電話使用。通訊前先從電話的 app 獲取一個一次性密碼 (one time password,OTP),並以此開通後,才可和對家聯繫。

否則,系統會以語音回報 access denied

 

測試準備

兩套 MMDVM hotspot,配 pi-star

2pistar

 

兩機頻率不同,一接法國 BrandMeister,一接德國 BrandMeister。各分別對應一部 DMR 機。

首先,我們先安裝一個 TOTP (Time-based One Time Password) 程式到自己的智能電話。這些程式多是免費的。

BrandMeister 也支援 Google Authenticator ,但由於我只想簡簡單單使用,部份讀者也用不到 Google service。所以我使用 FreeOTP Authenticator

 

app

 

登入 BrandMeister Dashboard 後,進入 selfcareairsecurity totp,將之設為 on

他會顯示一個 QR code,這時用智能電話上的 totp app 掃描一下,兩者就會產生一個 relationship

qcode

 

之後,dashboard 還需設好有效期限,和所用 BrandMeister 等。

air_after

 

Server side 的設定完成。

 

實戰測試

enable 了認證身份 ID DMR 機,經 BrandMeister 和另一 DMR 機通聯。

首先,在智能電話上的 TOTP app 中的 BrandMeister 身份按一下,便會產生一組,一次性和有時限的 6 位編碼。

我們在 DMR 機上選 Contacts => Manual Dial,然後先按 9,再輸入該 6 位數字,按 PTT 一會。等一下應會回覆 access accepted。然後再從 contacts 選對家,以我來說即我的 2DMR 機。

 

YouTube demo

 

簡介一下這個場境:

左機是接上法國BMDMR機,沒有啟動 AirSecurity 功能。

右機是接上德國BMDMR機,啟動了 AirSecurity 功能。

左機無需認證就可進行 echo test 了 。

由於右機啟動了 AirSecurity 功能,如不事先發出 OTP 編碼,BM 會回報 access denied

按程序認證後,在有效時限內無需再入編碼就可 QSO

 

 

總結

身份認證的使用方法比預期簡單,合長話短說的場合。風花說月有排吹的則需在有效期限後再行認證一下,有損雅興。

Anyway,按需要、情況使用適當器材,採用認證程序與否也是一種學問。

行文當日,收到一位 ham 查詢有關上 dmr 中繼的一大堆程序,左申請,右繳證件 copy 等等問題。

之後撰寫這文時反復思量,除非有人由 Day 1 開始就說謊,即連 Amateur radio license 也沒有。否則只需著打開這個認證功能,並簡單 qso 一次,即可辦識該 ham 身份。

也即是說,數碼年代,一部 DMR 機和裝有 totp app 的智能電話就是一套 ham 的身份認證了。

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