d’oscar à oufti… · axe de rotation le satellite ... z f 1 4 5 m h z. 68 a la même fréquence...

DOSCAR OUFTI

27 novembre 2010Section UBA dAth

Amandine Denis ON4EYANicolas Crosset ON4NCR

2

1kg litre W

OSCAR-119614,5 kg

CubeSats :

+ P-Pod

DOSCAR aux CubeSats

3

Au programme

1. Le projet

2. Le satellite

3. Le sous-systme COM

4. La station-sol

5. Conclusions

4

Au programme

1. Le projet

2. Le satellite


4. La station-sol

5. Conclusions

5

Au programme

1. Le projet :1.En quelques mots

2.Les objectifs

3.Le satellite des tudiants ligeois

4.On en parle !

6

Standard CubeSat 3 charges utiles VEGA350-1450 km

10 cm

1kglitrewatt

Deux Universits et trois Hautes coles

En quelques mots

7

ducation et fun

Oprer le satellite

Lancement dOUFTI-1

Satellite en vie dans lEspace

D-STAR fonctionnel

Oprer les charges utiles secondaires

Conception du systme OUFTI-1

Les objectifs

8

07-08 : 3 tudiants

08-09 : 13 tudiants

09-10 : 15 tudiants

10-11 :11 tudiants

Le satellite des tudiants ligeois

9

TFEs inhabituels :

Travail dquipe

Approche industrielle Discussions & dcisions Communication

tudiants impliqus dans tous les aspects du projet


10

4 gnrations dtudiants :

28 diplms

11 prix (meilleurs TFEs, Odissea, Baudouin Elleboudt, Wallonie Espace)

11 TFEs en cours


11

On en parle !

12

Au programme

1. Le projet

2. Le satellite


4. La station-sol

5. Conclusions

13

Le satellite

Satellite = charge utile + plateforme

14

Le satellite : structure

15

Le satellite : alimentation lectrique

16

Le satellite : dploiement des antennes

17

x

y

z Champ magntique terrestre local

Matriaux hystrtiques

Aimant permanent

Axe de rotation

x

y

z Champ magntique terrestre local

Matriaux hystrtiques

Aimant permanent

Axe de rotation

Le satellite : contrle dattitude

18

Le satellite : ordinateur de bord

19

Le satellite : contrle thermique

20

Le satellite

21

Au programme

1. Le projet

2. Le satellite


4. La station-sol

5. Conclusions

22

Au programme

3. Le sous-systme COM :1.D-STAR

2.AX.25

3.BEACON

4.Etages de puissance

5.Architecture du systme COM

6.Quelques dtails techniques

23

Le sous-systme COM

UHF

435 MHz VHF

145 MHz

24

D-STAR

Digital Smart Technologies for Amateur Radio

Payload principale de OUFTI-1

Jamais utilis dans un satellite relais ddi

25

D-STAR

Quest-ce que le D-STAR ?

Protocole de transmission numrique

2 modes : DV (Digital Voice) : Voix + donnes (145MHz,

435MHz et 1.2GHz) DD (Digital Data) : Donnes uniquement

(seulement en 1.2GHz)

26

D-STAR

Quels sont les avantages du D-STAR ?

Numrique Grande porte Voix et donnes simultanment Faible largeur de bande Indicatif en toutes lettres sur le rcepteur Passerelle Internet

27

D-STAR Trame

101010101010101010 Synchronisation de lhorloge

28

D-STAR Trame

Start Of Frame 111011001010000 Dtection du dbut de trame

29

D-STAR Trame

RPT1 et RPT2 : indicatifs des ventuels relais YOUR : indicatif appel MY : indicatif appelant MY2 : ventuel commentaire

30

D-STAR Trame

Paquets Voix et donnes entremles

31

D-STAR Trame

16 * 10 + 0001001101011110 Marque la fin de la trame

32

D-STAR

3 types de communications classiquesau sol :

Directe Via un relais Via Internet

33

D-STAR Direct

ON4NCRON4NCR ON4NMAON4NMA

Le rseau D-STAR

o RPT1 : DIRECTo RPT2 : DIRECTo YOUR : ON4NMA (ou CQCQCQ)o MY : ON4NCR

34

D-STAR Relais

Le rseau D-STAR

o RPT1 : ON0ULG Co RPT2 : ON0ULG Bo YOUR : ON4NMA (ou CQCQCQ)o MY : ON4NCR

ON4NCRON4NCR

ON0ULGCON0ULGC

ON0ULGBON0ULGB

ON0ULGGON0ULGG ON4NMAON4NMA

35

D-STAR Internet

Le rseau D-STAR

o RPT1 : ON0ULG Co RPT2 : ON0ULG Go YOUR : ON4NMA (ou /ON0LGEB)o MY : ON4NCR

ON4NCRON4NCR

ON0ULGCON0ULGC

ON0ULGBON0ULGB

ON0ULGGON0ULGG

ON0LGEBON0LGEB

ON0LGEGON0LGEG ON4NMAON4NMAInternet

36

D-STAR Intgration dOUFTI-1

Intgration dOUFTI-1

o RPT1 : DIRECTo RPT2 : DIRECTo YOUR : ON4NMA (ou CQCQCQ)o MY : ON4NCR

ON4NCRON4NCR ON4NMAON4NMA

37


Intgration dOUFTI-1

o RPT1 : ON0ULG So RPT2 : ON0ULG Bo YOUR : ON4NMA (ou CQCQCQ)o MY : ON4NCR

ON4NCRON4NCR Extension satelliteExtension satellite

ON0ULGCON0ULGC

ON0ULGBON0ULGB

ON0ULGSON0ULGS

ON0ULGG

ON0ULGG

ON4NMAON4NMA

38


Intgration dOUFTI-1

o RPT1 : ON0ULG So RPT2 : ON0ULG Go YOUR : ON4NMA (ou /ON0LGEB)o MY : ON4NCR

ON4NCRON4NCR Extension satelliteExtension satellite

ON0ULGCON0ULGC

ON0ULGBON0ULGB

ON0ULGSON0ULGS

ON0ULGGON0ULGG

ON0LGEBON0LGEB

ON0LGEGON0LGEGON4NMAON4NMAInternet

39

D-STAR Modulation

2 possibilits : (QPSK = Quadrature Phase Shift Keying) GMSK = Gaussian Minimum Shift Keying

Baud rate = 4800 bauds

40

D-STAR Modulation

Gaussian Minimum Shift Keying (Frequency) Shift Keying Minimum Gaussian

41

D-STAR Modulation

Gaussian Minimum Shift Keying (Frequency) Shift Keying(Frequency) Shift Keying Minimum Gaussian

42

D-STAR Modulation

Gaussian Minimum Shift Keying (Frequency) Shift Keying

MinimumMinimum Gaussian

Bande passante minimale pour m=0.5

43

D-STAR Modulation

Gaussian Minimum Shift Keying (Frequency) Shift Keying Minimum

GaussianGaussian

44

D-STAR

Notre quipement D-STAR : ICOM IC-e2820 Dual Band (VHF et UHF) Analogique et numrique

45

Compensation Doppler

Introduction

Cause : vitesse moyenne dOUFTI-1 ~ 8 km/s

46


AX25 : Doppler compens au sol

D-STAR :

Besoin dajuster la frquence du IC-e2820 par sauts

47


2 solutions: Modifier IC-2820 Corriger Doppler bord

La 2me solution : accessibilit pour les radioamateurs

48

Compensation DopplerRservation du satellite (via site

web)

Calcul de la compensation Doppler

Transmission des tables de compensation pour les 2 zones

Activation du D-Star

Communication entre les 2 zones

Dsactivation du D-Star

49


Le routage des trames

2 zones ncessit dun systme de routage

Utilisation du champ MY2

o SCCCS = zone source permet au rcepteur du message de savoir vers quelle zone rpondreC = zone cible identifie la zone vers laquelle OUFTI-1 doit transmettre le message

50

Le sous-systme COM

D-STAR

UHF

435 MHz VHF

145 MHz

51

AX.25

Trs important !

Commander le satellite Stopper la transmission en cas durgence Toujours lcoute, prioritaire

52

AX.25

Trs utilis par les radioamateurs qui font du trafic satellite

Tlcommandes et tlmtries Fiable et prouv dans lespace Dtection derreurs Modulation 2FSK, 9600 bauds

53

AX.25

54

AX.25 Trame

01111110 Dlimiter les trames

55

AX.25 Trame

Bit Stuffing :

Intercale un 0 aprs chaque suite de 5 1 conscutifs

56

AX.25 Trame

Source et destination

57

AX.25 Trame

Type de trame Intgrit de la liaison

58

AX.25 Trame

Protocol IDentification Pour OUFTI-1 : 11110000

59

AX.25 Trame

Information utile

60

AX.25 Trame

Checksum Dtection derreurs

61

Le sous-systme COM

D-STAR

AX.25

UHF

435 MHz VHF

145 MHz

62

BEACON

Et si tout va mal ?

Et lorsquOUFTI-1 nest pas en visibilit de Lige ?

63

BEACON

Les radioamateurs sont partout !

64

BEACON

Balise Morse Emet de manire continue Message =

partie fixe 12 mesures critiques (T, I, V,)

12 mots / minute

65

BEACON Trame

HI HI DE OUFTI1 SW AA BB PP YY ZZ

HI HI DE : synchro OUFTI1 : identification Status Word (SW) : 8 bits de status AA BB PP : 16 valeurs 8 bits codes en

hexa YY : checksum ZZ : fin de trame

66

BEACON Architecture

67

Le sous-systme COM

D-STAR

AX.25

BEACON

UHF

435 MHz VHF

145 MHz

68

A la mme frquence

Particularits

2 signaux en rception AX.25 (TC/TM) D-STAR

3 signaux lmission AX.25 D-STAR Beacon

A la mme frquence

UHF 1

UHF 2

VHF 1

VHF 2

Frquence utilise

69

Structure de rception

SplitterLNA

Filtrage D-STAR

FiltrageAX.25

Hittite Minicircuits

GainBlock

70

Structure dmission

D-STAR / AX.25

Beacon

Power Combiner

Gain Block

71

G. Auvray

72

Le sous-systme COM

RFD-STAR

AX.25

BEACON

RF

UHF

435 MHz VHF

145 MHz

73

Le sous-systme COM - Contraintes

Contraintes sur llectronique

Chocs et vibrations (surtout pour le dcollage)

Grande plage de tempratures (-20C 40C)

Contraintes des CubeSats: Poids (

74

Le sous-systme COM - Architecture

ADF 7021Demod D-STAR

Zone 1 et 2

ADF 7021Demod AX.25

BEACON

MSP430Codec

D-STAR

MSP430 OBCTC/TM

Processing

ADF 7021Modulation

AX.25 / D-STARRFRF

RXTX

Data

75

Au programme

1. Le projet

2. Le satellite


4. La station-sol

5. Conclusions

76

Centre de contrle de mission

RpteurD-STARExtension

satelliteTCP / IP

Station sol

Segment de contrle Segment D-STAR

12:05:49

OUFTI-1

TM / TC channel (AX.25)

User channel (D-STAR)

Retour sur terre

77

Conclusion

Projet ducatif

Rel dfi technique

Systme de communication complexe

Liens forts avec les radioamateurs

Merci pour votre attention !

www.oufti.ulg.ac.be

DOSCAR OUFTIAu programmeAu programmeAu programmeEn quelques motsAu programmeAu programmeAu programmeLe sous-systme COMD-STARD-STARD-STARD-STAR TrameD-STAR TrameD-STAR TrameD-STAR TrameD-STAR TrameD-STARD-STAR DirectD-STAR RelaisD-STAR InternetD-STAR Intgration dOUFTI-1D-STAR Intgration dOUFTI-1D-STAR Intgration dOUFTI-1D-STAR ModulationD-STAR ModulationD-STAR ModulationD-STAR ModulationD-STAR ModulationD-STARCompensation DopplerCompensation DopplerCompensation DopplerCompensation DopplerLe sous-systme COMAX.25AX.25AX.25AX.25 TrameAX.25 TrameAX.25 TrameAX.25 TrameAX.25 TrameAX.25 TrameAX.25 TrameLe sous-systme COMBEACONBEACONBEACONBEACON TrameBEACON ArchitectureLe sous-systme COMStructure de rceptionStructure dmissionLe sous-systme COMLe sous-systme COM - ContraintesLe sous-systme COM - ArchitectureAu programme

d’oscar à oufti… · axe de rotation le satellite ... z f 1 4 5 m h z. 68 a la même fréquence...

Documents