miércoles, 28 de julio de 2021

Calculo de la Visibilidad de Satelites

Paginas web de apuntamiento como la de www.dishpointer.com informan ademas graficamente el limite de visibilidad teorico de satelites geoestacionarios, coloreando la linea de azimuth hacia un satelite de color verde o color rojo. Es interesante saber como se realiza el calculo para determinar este limite, pues no siempre se tiene disponble internet para averiguarlo ni siempre estarà la pagina web on-line para consultas.

Todos estamos acostumbrados que los problemas se consultan en internet via el buscador de google esperando respuestas, pero no siempre fue asi, y no siempre serà asi. Por eso tenemos que aprender a hacerlo manualmente, como lo hacian los pioneros del fta. 

No creeran que los pioneros del FTA tenian un programa de computadora o alguna BBS telefonica para consultar, sino que se valian de mapas, la regla de calculo, las formulas matematicas, lapiz y papel y alguna calculadora con las operaciones matematicas elementales ya que las calculadoras cientificas aparecieron en los 90. Y ellos apuntaban sus antenas igual que nosotros, solo que la previa les costaba mucho mas.

Claro que para ello tenemos que saber un poco de funciones trigonometricas, esas que se enseñaban en la escuela secundaria y no entendiamos bien que utilidad podiamos darle mas adelante, y hoy en dia, si sos ftapero, te habras dado cuenta que no solo se aplican para resolver problemas en la vida diaria, sino que tambien se usan en la mayoria de los calculos satelitales.

Lo importante es que para este calculo se emplea una formula que no es muy complicada donde primero calculamos el valor del limite basado en la Latitud de la estacion y luego aplicamos ese resultado al valor de la Longitud de nuestra estacion. Muy facil, practico y al alcance de todos los ftaperos.


La formula del calculo rapido:

limite = ArcCos( 1 / (6,6175 * cos(latitud)))


donde:

ArcCos es el valor del arco coseno del angulo

Cos es el coseno del angulo

Latitud es el valor de la latitud de nuestra estacion

Longitud es la longitud de nuestra estacion

* es el simbolo de multiplicacion

/ es el simbolo de division

6,6175 es el resultado aprox. de 42160/6371

(distancia al satelite/radio de la tierra)


Una vez calculado el limite, 

se debe hacer la siguiente operacion

si estas al sur del ecuador:

rango al oeste es longitud + limite

rango al este es longitud - limite

si estas al norte del ecuador:

rango al este es longitud + limite

rango al oeste es longitud - limite

Por supuesto despues habra que ver cuales son los satelites activos dentro de esas posiciones orbitales y que tienen pisada o huella sobre nuestra estacion, como para apuntarlos.


Vamos a hacer un calculo demostrativo, 

para Pinamar, prov Bs As, Argentina,

Coordenadas de Pinamar en grados decimales (internet)

Longitud: -56.8550 grados

Latitud: -37.11667 grados

calculamos entonces el limite,

limite = ArcCos( 1 / (6,6175 * cos(latitud)))

reemplazamos los valores en la formula,

limite = ArcCos( 1 / (6,6175 * cos(37.11667)))

limite = ArcCos( 1 / (6,6175 * 0.79740839))

limite = ArcCos( 1 / 5.27685002082)

limite = ArcCos( 0.18950699679)

limite = 79.0759855 grados


Ahora bien, Pinamar se encuentra al sur de la linea del Ecuador,

Y dijimos que la Longitud tipica de Pinamar = 56.855 grados

rango al oeste es longitud + limite, 

es decir, redondeando, 56.85 + 79.07 = 135.92 grados (W)

rango al este es longitud - limite, 

es decir, redondeando, 56.85 - 79.07 = -22.22 grados (E)

Entonces los satelites visibles desde Pinamar 

van desde 135,9 W hasta 22,2 E

Chequeando con el sitio de www.dishpointer.com se comprueba que los satelites "visibles" desde Pinamar segun esa pagina, van desde 21,5 E hasta 135 W. El resultado se acerca al calculado.

Por supuesto que los limites calculados son para un horizonte cero, por eso otros tipos de calculos  basados en trinogometria esferica consideran ademas un horizonte minimo tipico de 1 a 5 grados para un apuntamiento donde no se reciba ruido excesivo de parte de la tierra.

OTRO CALCULO DE VISIBILIDAD

Para aquellos que les gusta usar la calculadora cientifica, y ya que estamos tratando el tema, aqui va otro metodo de calculo similar al primero pero un poco mas largo. los datos fijos son los mismos que los empleados en el calculo anterior.

Vamos a calcular el valor del limite, con horizonte cero, tal como se hizo en el primer calculo rapido. El angulo alfa vale 90 siempre que el horizonte sea cero, si en cambio tomamos 5 grados de limite de horizonte, alfa valdra 90+5, 95 grados. con este dato ya sabemos como calcularlo usando las mismas formulas y eligiendo nosotros el angulo de horizonte.

Coordenadas de Pinamar

latitud = 37.1164 grados

longitud = 56.85 grados

alfa = 90 = angulo para horizonte cero

radtierra = 6371

orbitclarke = 42160

Calculo del Limite de Visibilidad

sx = arcsen((radtierra/orbitclarke) * sen(alfa))

sx = arcsen((6371/42160) * sen(90))

sx = arcsen ((0.1511148) * 1)

sx = arcsen(0.1511148)

sx = 8.6915 grados

ax = 180 - alfa - sx

ax = 180 - 90 - 8.6915 = 81.3085 grados

Alim = arccos((cos(ax) / cos(latitud))

Alim = arccos(cos(81.3085) / cos(37.1164))

Alim = arccos(0.15111417/0.79740808)

Alim = arccos(0.189506695)

Alim = 79.076 grados

limites: (long del lugar +- Alim)

56.85 + 79.076 = 135.93 grados

56.85 - 79.076  = -22.23 grados


Comentarios finales:

Si queres practicar el calculo manual y no tenes calculadora cientifica o una aplicacion para el celular, podemos emplear las siguientes calculadoras web.

calculo del valor del arco coseno arccos

calculo del valor del coseno cos

calculo del valor del arco seno arcsen

calculo del valor del seno sen

pasar la Latitud de grados,min y seg a grados decimales conversor

Espero que estos calculos les resulten utiles para el hobby. Siempre es bueno saber un poco mas porque "El saber no ocupa lugar". Asi como es importante en la vida, conocer nuestros origenes, en este hobby es importante conocer el origen de la informacion tecnica que manejamos y sus fundamentos, en especial cuando vemos que con los años van desapareciendo los sitios web que realizaban los calculos y tambien los que los explicaban. Un error muy comun es creer que los sitios y portales en internet siempre van a estar disponibles o activos. Ya lo dice la cancion de Fabiana Cantilo, "nada es para siempre", frase que en realidad es atribuida a Frida Kahlo (1907-1954) una pintora y poetisa Mexicana.

Un abrazo Parabolico

FTApinamar

3 comentarios:

  1. Hola Gente , buenas tardes.- cuando puedan revisen el portal de EDS.- Quizas esté por volver o lo hará de a poco.- Quizas , quizas , quizas....

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    1. mario ojala vuelva como antes, pero por lo visto solo va a dar info de satelites pero no los tp y canales como antes es decir de fta va a informar solo lo que no requiere muchos colaboradores que ya no tiene, pero del tema iptv todo a full ahi pone todas las fichas la pagina. cuesta aceptarlo pero eds se paso a iptv y tiene una seccion de satelites pero lo basico como para justiciar el nombre EDS y no pasar verguenza

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  2. ¡¡¡Muy bien!!! No conocía esta segunda fórmula, para calcular la longitud a partir del ángulo de elevación variable.
    Debo confesar que no puedo reconstruir cómo debe haberse derivado esa ecuación; pero funciona, y eso es lo que importa.
    (Al introducir la fórmula en mi ordenador, conseguí simplificarla un poco: se puede evitar el uso de los números "180" y "90" en la ecuación).

    Sobre la recepción de satélites en el horizonte (0 grados de elevación): Parece que se pueden recibir los satélites por debajo del horizonte. Esto se debe a la refracción atmosférica (variable) de la señal de los satélites a lo largo de la superficie terrestre, si lo he entendido bien.
    ¡Eso significa que con la recepción cerca del horizonte, usted tiene que afinar su elevación regularmente, tal vez cada día de nuevo!
    Y quizá también la inclinación, según leí en alguna parte, y quizá también el acimut.
    Sin embargo, no tengo experiencia con la recepción cerca del horizonte.

    Así que el mensaje sería: Con ángulos de elevación bajos (5 grados o menos), es necesario comprobar y afinar repetidamente.

    Saludos, A33

    Traducido de:

    Nice!! I did not know this second formula, to calculate longitude out of variable elevation angle before!
    I must confess I cannot reconstruct how that equation must have been derived; but it works, and that is what matters.
    (While entering the formula in my computer, I managed to simplify it a bit: you can avoid using the '180' and '90' numbers in the equation.)

    About satellite reception at the horizon (0 degree elevation): It seems that you can receive satellites from below the horizon! That is because of (varying) atmospheric refraction of the satellite signal along the earth's surface, when I understood that right.
    That means that with reception near the horizon, you have to finetune your elevation regularly, maybe every day again!
    And maybe also your skew, I read somewhere; and also maybe your azimuth?
    I have no experience with near-horizon reception, though.

    So the message would be: At low elevation angles (5 degrees or less), repeated checking and finetuning are necessary.

    Greetings, A33

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