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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
3. Le sous-systme COM
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
Le satellite des tudiants ligeois
10
4 gnrations dtudiants :
28 diplms
11 prix (meilleurs TFEs, Odissea, Baudouin Elleboudt, Wallonie Espace)
11 TFEs en cours
Le satellite des tudiants ligeois
11
On en parle !
12
Au programme
1. Le projet
2. Le satellite
3. Le sous-systme COM
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
3. Le sous-systme COM
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
D-STAR Intgration dOUFTI-1
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
D-STAR Intgration dOUFTI-1
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
Compensation Doppler
AX25 : Doppler compens au sol
D-STAR :
Besoin dajuster la frquence du IC-e2820 par sauts
47
Compensation Doppler
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
Compensation Doppler
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
3. Le sous-systme COM
4. La station-sol
5. Conclusions
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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