1.    Manuel d’utilisation de PREDICT

1.     Manuel d’utilisation de predict 1

1.1.      Synopsis. 1

1.2.      Description. 1

1.3.      Première utilisation : 1

1.4.      Guide d’utilisation. 2

1.4.1.       Prédiction du passage des satellites. 2

1.4.2.       Mode poursuite D’un satellite. 3

1.4.3.       Mode de poursuite de plusieurs satellites. 3

1.4.4.       Utilisation avec l’environnement X-WINDOWS. 4

1.4.5.       Argument de la ligne de commande. 4

1.4.6.       Ajouter des satellites : 6

1.4.7.       Autres possibilités : 6

1.5.      GLOSSARY OF TERMS. 6

1.6.      Informations supplémentaires. 7

1.6.1.       Fichiers. 7

1.6.2.       Auteurs. 7

Nom :  PREDICT : Poursuite et prédiction des passages de satellites autour de la terre.

1.1.                   Synopsis

predict [-u tle_update_source][-t tlefile][-q qthfile][-a serial_port][-f sat_name starting_date/time end-ing_

date/time][-o output_file][-s]

                -u tle_update_source : mise à jour des éléments képlériens de la base de données du logiciel

                - t t tlefile : utilise un fichier de satellite à la place du fichier par défaut

                -q qthfile : utilise un fichier de définitions des coordonnée de la station à la place du fichier par défaut

                -a serial_port : envoie de donnée de poursuite en temps réel sur le port série.

                -f  sat_name starting_date/time end-ing date/time : génére sur la sortie standard la position du satellite

                -o  output_file : redirige la sortie standard vers un fichier ( uniquement avec l’option –f)

                -s : le logiciel est utilisé en mode serveur.

1.2.                   Description

PREDICT est un logiciel de prédiction de passage de satellite et de poursuite de satellite. Il peut être utilisé en multi-utilisateur . Il est écrit pour le system opérationnel Linux par John A. Magliacane, KD2BD. PREDICT est un logiciel gratuit. Il peut être distribué et/ou modifié dans le respect de la licence GNU (General Public License) publié par la  Free Software Foundation dans la version 2 ou suivante. PREDICT est diffusé sans aucune garantie  dans l’espérance qu’il soit utile, se référer à la licence  GNU GPL  pour plus de détail.

1.3.                   Première utilisation :

PREDICT poursuit et prédit le passages des satellites en se basant sur la position géographique de la station de réception, la date courante de l’ordinateur et les éléments képlériens des satellites intéressant la station de réception. PREDICT est fournie avec les coordonnées d’une station de réception par défaut et un fichier d’éléments képlériens  par défaut. Ces fichiers sont gérés par le logiciel et sont normalement situés dans le répertoire ‘home ‘ du compte de l’utilisateur dans un sous-répertoire caché nommé : .PREDICT.

La première utilisation de PREDICT doit être effectuée avec les coordonnées de la station de réception en paramètre ( effet identique à l’option G du menu principal).

-         La latitude, exprimée en degré,  est entrée en décimal avec pour référence le Nord. Les latitudes au sud de l’équateur sont entrées sous forme de nombre négatif.

-         La longitude, exprimée en degré, est  entrée en décimal avec pour référence l’Ouest. La longitude peuvent être entrées sous forme de nombre négatif.

-         L’altitude de la station, exprimée en mètre, est l’altitude de celle-si par rapport au niveau de la mer. Ce paramètre n’est pas critique. Si vous ne le connaissez pas faite une estimation ou  entrer la valeur 0.

PREDICT nécessite des éléments képlériens de satellites qu’il souhaite poursuivre d’un age inférieur à un mois. Les données orbitales fournies par défaut avec le logiciel peuvent être très ancienne et donner des résultats erronés alors que des résultats précis sont espérés.  La mise à jours des éléments képlériens peut se faire manuellement par l’utilisation de l’option E du menu principal puis en entrant les données orbitales pour chaque satellite de la base de données du logiciel. Il est possible de mettre à jour ces données en sélectionnant l’option U puis en donnant le nom d’un fichier contenant l’ensembles des éléments képlériens des satellites au format 2 lignes. Les données orbitales sont disponibles à partir de différentes sources, tel que http://www.celestrak.com/ et http://www.amsat.org/.

1.4.                   Guide d’utilisation

Les fonctions de PREDICT sont simples par conception. L’écran de départ propose la liste des fonctions principales. Plusieurs modes de prédiction et de poursuite sont disponibles. De plus le logiciel permet la gestion de la base de données des éléments képlériens des satellites.

1.4.1.  Prédiction du passage des satellites

La prédiction de passages de satellites est intéressante pour connaître en avance quand un satellite sera en visibilité de la station de réception. Le calcul à posteriori  sert aussi pour confirmer et valider des observations de passages. PREDICT inclus deux modes de prédiction de passage des satellites :

-         Prédiction de tout passage au-dessus de la station de réception (option P du menu principal),

-         Prédiction de tous les passages en visibilité de la station selon les règles de visibilité optique ( option V du menu principal).

Dans chaque mode, l’utilisateur doit sélectionner le satellite dans le menu, ensuite il doit entrer la date et l’heure ( UTC) à laquelle les calculs de prédiction doivent commencer. Le format de saisie de la date et l’heure est le suivant :

DDMonYY HH:MM:SS

L’heure est optionnelle, si elle est omise l’heure de minuit est prise par défaut.

La date et l’heure courante peuvent être sélectionnées par défaut en tapant directement sur la touche « ENTER » lors de l’interrogation de la date et de l’heure. L’ensemble des informations issues du calcul est afficher à l’écran, ces informations sont :

-         La date et l’heure en UTC,

-         l’élévation et l’azimut du satellite par rapport à la station,

-         la position du satellite sur son orbite (modulo 256),

-         la latitude et la longitude  du satellite,

-         la distance entre le satellite et la station de réception

-         le numéro d’orbite.

Un astérisque (*) à droite du numéro d’orbite indique si le satellite est illuminé par le soleil. Un symbole plus (+) indique que le satellite est en illuminé par le soleil  mais que la station de réception est dans la nuit. Dans de bonne condition de passage, des satellites larges  tel que la station spatiale (ISS) ou la navette spatiale sont visible à l’œil nue. Si aucun symbole n’apparaît à droite du numéro d’orbite, le satellite est dans l’ombre de la terre et ne reçoit aucune illumination du soleil. Pour obtenir les prévisions suivantes, il suffit d ‘appuyer sur l’une des touches suivantes « ENTER », Y ou la barre espace. L’appuie sur la touche L permet de sauver les prévisions courantes dans un fichier texte (fichier log) enregistré dans le répertoire courant. Le nom de ce fichier est le nom du satellite avec l’extension « .txt ». Les caractères \ ou espace dans le nom du satellite sont remplacés par le caractère _. La sauvegarde peut être activée ou désactivée à tout moment par l’appuie sur la touche L. Pour sortir du mode en cours, il suffit de presser soit la touche N ou la touche ESCape. Le fichier de log sera fermé en même temps. Le fichier « log » du satellite sera complété de toutes nouvelles prédictions si d’autre prédictions sont effectuées pour ce satellite et que le mode de sauvegarde est activé.

L’option V du menu principal de PREDICT permet d’obtenir les prévisions de passage pour les satellites qui seront visible de la station ( visibilité optique). Tous les passages sont filtrés dans ce mode et certains satellites ne seront jamais visibles dans ce mode. Le logiciel permet de passer outre ce mode par l’appuie sur la touche ESCape. Un message est affiché au bas de l’écran pour avertir les utilisateurs.

1.4.2.  Mode poursuite D’un satellite.

En plus des modes de prédiction de passages des satellites, PREDICT permet de poursuivre un satellite en temps réel, les positions du soleil et de la lune sont aussi calculés en temps réel dans ce mode.

En sélectionnant l’option T du menu principal, le logiciel passe dans le mode de poursuite temps réel d’un satellite, un satellite doit être sélectionner dans la liste pour que l’écran de poursuite du satellite apparaisse.

Dans ce mode les informations suivantes sont constamment mise à jour :

-         la date et l’heure,

-         la position du satellite,

-         l’altitude du satellite,

-         la distance entre la station et le satellite,

-         l’altitude,

-         la taille de l’empreinte au sol du satellite,

-         la vitesse du satellite

-         la position du satellite sur son orbite ( modulo 360 et 256).

Pour l’altitude, la distances station-satellite, la vitesse et l’empreinte, l’informations est donnée en Km et en miles. Le Logiciel calcule pour les bande radioamateur 144 Mhz et 435 Mhz la perte de signal et le Doppler.

L’estimation du LOS ainsi que l’information d’illumination par le soleil est affiché au bas de l’écran. Si le satellite n’est pas visible de la station, le Doppler et l’atténuation ne sont pas calculés. Par contre la date et l’heure du prochain AOS est affiché au bas de l’écran.

Si une carte son est présente sur votre machine et que le mode de poursuite simple est activé avec la touche majuscule T, le logiciel fait des annonces sonores périodiques de la position du satellite. Une annonce est de la forme :

"This is PREDICT.Satellite is at 5 6 degrees azimuth and 4 5 degrees elevation, and approaching."

L’intervalle entre deux annonces dépend de la vitesse de déplacement du satellite dans le ciel. La fréquence d’annonce peut varier de 50 secondes pour un satellite en orbite basse tel que la station spatiale (370 Km) a toutes les 8 minutes pour un satellite géostationnaire (35780 km). Le processus de diffusion des messages sonores est réalisé en tâche de fond et n’interfère pas dans le calcule des prédictions lorsque les messages sont annoncés. Le mode annonce peut être activé à tout moment dans le mode de poursuite simple par l’appuie sur la touche T.

1.4.3.  Mode de poursuite de plusieurs satellites.

La sélection de l’option M du menu principal permet de rentrer dans le mode de poursuite en temps réel de plusieurs satellites. Dans ce mode, les 24 satellites de la base de données du programme sont poursuivis en même temps ainsi que le soleil et la lune. Les données calculées sont affichées sur deux colonnes de 12 satellites chacune. Le nom du satellite, la position en azimut et élévation, la latitude, la longitude, la distance entre le satellite et la station sont affichées.

Une lettre est affichée à droite de la distance pour indiquer si le satellite est illuminé par le soleil ou en éclipse. Si le satellite est en éclipse, la lettre N apparaît, si le satellite est illuminé du soleil mais la station est dans la nuit, la lettre V est affichée. Si le satellite est illuminé du soleil alors que le satellite n’est pas visible de la station, alors la lettre D est affichée. Les satellites en vues de la station sont affichés en gras. La date et l’heure de l’AOS pour les 3 prochains  satellite  à être visible sont affichées en bas de l’écran.

Au bas de l’écran est aussi affichées les coordonnées de poursuite du soleil et de la lune. Les prédictions ne sont pas calculées pour les satellites géostationnaires et ceux qui sont trop bas en inclinaisons ou en altitude et qui ne dépasseront jamais l’horizon de la station.

1.4.4.  Utilisation avec l’environnement X-WINDOWS

Le logiciel PREDICT peut fonctionner sous l’environnement X-Window en appelant le script xpredict. Xpredict requière que rxvt soit installer sur l’ordinateur. De plus le script peut être modifié pour utiliser xterm. L’appuie sur les touches SHIFT + et SHIFT-  permet de changer la taille de la fenêtre.

1.4.5.  Argument de la ligne de commande.

1.4.5.1.     Fichier de configuration

Par défaut, le logiciel PREDICT lit deux fichiers contenant les informations sur la station de réception et les éléments orbitaux des satellites. Ces fichiers sont contenus par défaut dans le répertoire caché .PREDICT. Les informations concernant la position de la station sont dans le fichier predict.qth tandis que le fichier contenant les éléments orbitaux est le fichier predict.tle.

Si l’utilisateur désire utiliser des fichiers différents des fichiers par défaut, le nom de ces fichiers doit être passer en argument de la ligne de commande lors de l’appel du logiciel. Par exemple, si on veut utiliser les fichiers visual.tle pour les données orbitales et holiday.qth pour le fichier de situation du QTH plutôt que le fichier par défaut, vous devez lancer le logiciel avec la ligne de commande :

predict -t visual.tle -q holiday.qth

ou

predict -q holiday.qth -t visual.tle

Si les fichiers ne sont pas dans le répertoire courant, leur chemin absolu ou relatif doit être préciser devant le nom du fichier (predict -t /home/kd2bd/orbs/visual.tle). Il est possible de spécifier uniquement un nom de fichier alternatif. Par exemple :

predict -t visual.tle

Dans ce cas le fichier d’éléments orbitaux pris en compte est visual.tle tandis que le fichier QTH est celui par défaut ˜/.predict/predict.qth.

predict -q bobs.qth

Dans ce cas le fichier d’éléments orbitaux pris en compte est celui par défaut  ˜/.predict/predict.tle  tandis que le fichier QTH est bobs.qth.

1.4.5.2.     Mise à jour de la base de  données des éléments orbitaux :

Il est possible de mettre à jour la base de donnée contenant les éléments orbitaux en utilisant une option de  la ligne de commande. Dans ce cas le logiciel PREDICT met à jour le base de donnée puis s‘arrête sans afficher aucun message. L’utilisateur n’a pas à sélectionner une option du menu principal. Cette option est l’option –u. Par exemple :

predict -u orbs248.tle

Cet exemple met à jours la base de données des éléments képlériens par défaut de PREDICT avec les données trouvées dans le fichier orbs248.tle.  PREDICT peut être mis à jour à partir d’une liste de fichier :  

predict -u amateur.tle visual.tle weather.tle

Dans le cas ou l’utilisateur n’utilise pas le fichier par défaut, il peut aussi le mettre à jour en spécifiant l’option –t et l’option –u. Par exemple :

predict -t oscar.tle -u amateur.tle

Dans ce cas  le logiciel utilise oscar.tle avec une mise à jour des éléments orbitaux contenus dans le fichier amateur.tle. 

Avec ces options, il est possible de mettre à jour automatiquement les éléments képlériens des satellites utilisés par PREDICT au travers d’un script utilisant FTP ou le téléchargement de donnée par pacsat.

Le script suivant permet une mise à jour des éléments orbitaux utilise par PREDICT via Internet :

#!/bin/sh

ftp -n ftp.celestrak.com << !

user anonymous $LOGNAME@$HOSTNAME

binary

cd elements

get amateur.txt

get visual.txt

get weather.txt

quit

!

/usr/local/bin/predict -u amateur.txt

/usr/local/bin/predict -u visual.txt

/usr/local/bin/predict -u weather.txt

/usr/local/bin/kep_reload localhost

Pour complètement automatiser ce processus de mise à jour de la base de donnée, il suffit de sauver le script précédent dans un fichier ( par exemple kepupdate ) et d’ajouter la ligne suivante dans la crontab  (par la commande  crontab -e  pour éditer votre  crontab):

0 2 ***kepupdate

dans ce cas predict sera mis à jour automatiquement tous les jours à 2 h du matin.

Le logiciel PREDICT peut envoyer des données pour la poursuite d’un satellite sur le port série, pour cela il suffit de lancer le logiciel avec l’argument –a et le port série. L’exemple suivant :

predict -a /dev/ttyS0

Envoie les données de poursuite sur le premier port  série quand le logiciel est en mode de poursuite temps réel d’un seul satellite. Les données envoyées sur le port série sont de la forme "AZ241.0 EL26.0", et conforme au protocole standard utilisé pour l’interface de contrôle de rotor d’antenne développé par by Vicenzo Mez-zalira, IW3FOL <mezzalira@pd.astro.it>.

L’argument –f  suivi d’un nom de satellite ou d’un numéro Nasa et d’une date et heure permet au logiciel PREDICT de donner la latitude, longitude, azimut et élévation du satellite à la date indiquée. Cette possibilité permet à d’autre application  de connaître la position d’un satellite à une date donnée, par exemple pour connaître la position d’un satellite pacsat ayant pris une image CCD à une date donnée. La date et heure doivent être fournie au format Unix ( nombre de seconde depuis minuit UTC le 1er janvier 1970). Si aucune date n’est donnée,c’est la date courante qui est prise en compte, une seule ligne de données est produite. Si une date/ heure de début et de fin est donnée, une liste de position du satellite est produite par le logiciel  entre ces deux dates.

L’argument –o permet de sauvegarder les informations directement dans un fichier plutôt que sur la sortie standard. La syntaxe correcte de cette option est la suivante :

predict -f OSCAR-25 977446390 977446400 -o datafile

Il est possible aussi de calculer les données  depuis la date courante et pendant une durée déterminée. La commande suivante calcul les données pour l’ISS depuis la date actuelle à la date actuelle + 10 secondes.

predict -f ISS +10

1.4.5.3.     Mode Server

Le mode réseau par socket de PREDICT permet au logiciel d’opérer en temps que serveur qui permet de transférer des données à des clients en utilisant le protocole UDP. Il est possible aux clients de fonctionner sur la même machine ou des machines différentes du serveur. La communication entre les logiciels se faisant par le réseau.

Pour que le logiciel fonctionne correctement dans ce mode, la ligne suivante doit être ajoutée dans le fichier /etc/services :

predict 1210/udp

Le numéro de port peut être éventuellement changé si nécessaire. Il n’est pas nécessaire de recompiler le logiciel, il suffit de modifier le numéro de port dans le fichier de services.

Le lancement du logiciel PREDICT avec l’option –s permet de lancer le logiciel en mode serveur. Le logiciel est alors automatiquement positionné dans le mode de poursuite simultanée de plusieurs satellites. Les clients peuvent interroger le serveur que celui-ci soit en mode de poursuite simple ou multiple. Lorsque le logiciel est en mode de poursuite multiple de plusieurs satellites, les clients peuvent demander les informations pour n’importe qu’elle des 24 satellites de la base de données. Dans le cas du mode en poursuite d’un seul satellite, seules les données de ce satellites sont accessibles par les logiciels clients. Le mode de poursuite peut être interrompu à n’importe quel moment. Dans ce cas, le logiciel retourne au client les dernières données calculées tant que le logiciel n’est pas retourné dans le mode de poursuite temps réel. Cela permet à l’utilisateur de naviguer dans les autres menus du logiciel sans incidence sur les clients.

La meilleure façon d’écrire une application cliente est d’utiliser le logiciel de démonstration (demo.c) inclus dans la distribution comme un guide. Ce logiciel simple a des commentaires pour expliquer comment chaque commande fonctionne. 

Pour réaliser une commande, une chaîne de caractère contenant la commande et ses paramètres est créées. Une connections de type socket est créée, la requête est envoyée et la réponse reçue. La connections est ensuite fermée. La commande et les arguments sont constitués de caractères au format ascii.

1.4.6.  Ajouter des satellites :

Une des questions les plus fréquemment posées par les utilisateurs de PREDICT est comment ajouter de nouveaux satellites dans la base de données. Il y a plusieurs manières de le faire. La manière la plus simple est de le faire manuellement et de modifier la base en éditant le fichier ˜/.predict/predict.tle .Il suffit de remplacer les éléments képlériens 2 ligne d’un  satellite existant par un autre. Si vous utilisez cette méthode vous devez ajouter uniquement les éléments képlériens 2 lignes et rien d’autre.

Une autre méthode est se sélectionner l’option Keyboard Edit du menu principal, de sélectionner le satellite à remplacer. Il faut ensuite éditer son nom et son numéro NASA ( en remplaçant les anciennes informations par les nouvelles ). Il suffit alors de taper sur ENTER et d’accepter l’ensemble des autres données orbitales. Ensuite aller dans le menu principal et sélectionner l’option U et d’entrer le nom du fichier contenant les éléments képlériens 2 lignes du  nouveau satellite. Les données du nouveau satellite seront automatiquement détectées par le logiciel PREDICT et les données de l’ancien seront remplacées par les nouvelles. 

1.4.7.  Autres possibilités :

En plus de réaliser des prédictions de passage  et de la poursuite de satellites, PREDICT peut être utilisé aussi pour générer des éléments képlériens au format NASA à partir de données entrées au clavier. Par exemple, si vous écoutez les retransmissions de  via WA3NAN sur la navette spatiale et qui donnent les éléments képlériens de la navette par voie orale. Ces données peuvent être entrées en utilisant l’option E du menu principal. La base de données est mise à jour, les éléments képlériens peuvent alors être trouvés dans le fichier ˜/. predict/predict.tle et être envoyé dans un autre fichier et distribué électroniquement.

Il est possible aussi de faire fonctionner PREDICT comme une tâche de fond et de rediriger les sortie d’écran sur un terminal virtuel non utilisé. La commande suivante effectue cela

predict < /dev/tty8 > /dev/tty8 &

Le passage au  terminal virtuel numéro 8 se fait par la combinaison de touche ALT-F8 pour contrôler le logiciel, l’affichage s’effectue même après avoir commuter sur un autre écran. Ceci est particulièrement intéressant lorsque le logiciel est utilisé en mode serveur.

1.5.                   Informations supplémentaires

Les informations complète concernant l’utilisation de PREDICT avec le protocole UDP ainsi que des exemples de code pour écrire votre propre client est disponible dans le sous répertoire predict/clients/samples subdirectory. Les dernières informations concernant le logiciel PREDICT sont disponible sur la page web officielle  :

http://www.qsl.net/kd2bd/predict.html.

1.5.1.  Fichiers

˜/.predict/predict.tle : base de donnée par défaut des éléments orbitaux des satellites.

 ˜/.predict/predict.qth : informations sur les coordonnées de la station par défaut.

1.5.2.  Auteurs

PREDICT was written by John A. Magliacane, KD2BD <kd2bd@amsat.org>. The socket server code was contributed by Ivan Galysh, KD4HBO <galysh@juno.nrl.navy.mil>. The PIC/TRACK serial port antenna rotator controller code was contributed by Vittorio Benvenuti, I3VFJ <benscosm@iol.it>.

KD2BD Software 26June 2001 8