CWテレメトリーの解読
JAS-2 のCWテレメトリーの1フレーム、つまり種々のデータの配列
の1回分は次のようなフォーマットで作られ、順次送信されます。フォ
ーマットの中の A,B,C,Dはそれぞれ二桁の16進数を表しており、テレ
メトリーデータです。 この数字を換算することによって衛星各部の電
圧や電流、温度などの値、つまりアナログデータと、衛星内部のスイ
ッチの状態を示すシステム・ステータスデータを得ることができます。
1Aから2Aまでがシステム・ステータスデータで、2Bから6Dまでがア
ナログデータとなります。
CWテレメトリのフレームフォーマット
フォーマット
HI | HI | ||
1A | 1B | 1C | 1D |
2A | 2B | 2C | 2D |
3A | 3B | 3C | 3D |
4A | 4B | 4C | 4D |
5A | 5B | 5C | 5D |
6A | 6B | 6C | 6D |
6Dは送信されません
実際の送信テレメトリーの例(1996/08/20 20:10UTC)
HI HI A6 07 81 77 00 9C FD CD 0C 42 79 5D 7B 47 91 8E 9C 69 C5 C3 C4 C4
BF
HI HI A6 07 81 77 00 9C FD CD 0C 42 53 85 72 4C 91 8E 9C 97 C5 C3 C4 C4
BF
テレメトリデータは、テレメトリフォーマットの先頭を示すHI HIのコード
の後に、1A, 1B, 1C, 1D, 2A, 2B, 2C,というように順に48byteのテレメト
リデータが毎分約60字のスピードで送信されます。送られる情報は39
項目のシステム・ステータス、10項目のアナログデータ、7項目の姿勢
ステータス、3項目の姿勢データです。JAS-2のテレメトリデータは「ふ
じ2号」と異なり、16進数(0〜F)で送られますので注意して下さい。
データ1フレーム分の送信が終わると、続いて次のフレームが HI HI
と始まります。
1)システムステータス
bit | 項目 | 1 | 0 | |
1A | 0 | メインリレー | OFF | ON |
1 | DCM | ON | OFF | |
2 | SRAM | ON | OFF | |
3 | Packet 1200/OFF | 1200 | 9600 or OFF | |
4 | /9600 | 9600 | 1200 or OFF | |
5 | JTA | ON | OFF | |
6 | JTD | ON | OFF | |
7 | 地磁気センサー | ON | OFF | |
1B | 0 |
太陽センサー | ON | OFF |
1 | UVC | ON | OFF | |
2 | UVCレベル | 2 | 1 | |
3 | PCUモード | MANU | AUTO | |
4 | PCUレベル 1/2 | 2 | 1 or 3 | |
5 | PCUレベル /3 | 3 | 1 or 2 | |
6 | バッテリモード | TRIC | FULL | |
7 | バッテリロジック | TRIC | FULL | |
1C | 0 | エンジニアリングデータ | --- | --- |
1 | エンジニアリングデータ | |||
2 | エンジニアリングデータ | |||
3 | エンジニアリングデータ | |||
4 | デジトーカモード | ON | OFF | |
5 | エンジニアリングデータ | --- | --- | |
6 | UVC ACT/PAS | ON | OFF | |
7 | CPU RUN/RESET | RUN | RESET |
1Dのbit 0から7および2Aのbit0から7はエンジニアリングデータ
bit0がLSB,bit7がMSBです
2)アナログデータ
2A、2B | エンジニアリングデータ |
2C | スピン周期 |
2D | スピン周期 |
3A | 姿勢系ステータス |
3B | 太陽角 |
3C | 地磁気センサー Z軸 |
3D | 地磁気センサー X軸 |
4A | 太陽電池発生電流 |
4B | バッテリ充放電電流 |
4C | バッテリ端子電圧 |
4D | バッテリ中間端子電圧 |
5A | バス電圧 |
5B | JTA送信電力 |
5C | 構体温度−1 |
5D | 構体温度−2 |
6A | 構体温度−3 |
6B | 構体温度−4 |
6C | バッテリセル温度 |
6D | 未使用 (送信されません) |
アナログデータ換算式
テレメトリデータのフレーム中のアナログデータの値を10進数に変換し
たものを Nとすると、各データの工学値、つまり電流ならアンペア、電力
ならワットで表される量とするには、次のような計算式を用います。
地磁気センサー Y軸 | nT=N×490.196[nT] |
地磁気センサー Z軸 | nT=(N+102)×490.196-50000[nT] |
太陽電池発生電流 | I=0.009804×N [A] |
充放電電流 | I=-(2-N×0.0196) [A] |
バッテリ端子電圧 | V=0.10761×N [V] |
バッテリ中間端子電圧 | V=0.04817×N [V] |
バス電圧 | V=0.09804×N [V] |
+5V安定化電圧 | V=0.02978×N [V] |
-5V安定化電圧 | V=-0.05956×N [V] |
+10V安定化電圧 | V=0.059881×N [V] |
JTA送信電力 | P=6.4997×N−98.0863 [mW] |
JTD送信電力 | P=10^((0.04586×N+21.865)/10) [mW] |
バッテリセル温度 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
構体温度−1 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
構体温度−2 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
構体温度−3 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
構体温度−4 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
JTD Tr温度 | T=-0.388375×N+81.883[℃] |
ここで、太陽電池発生電流はいうまでもなく太陽電池パネルから供給さ
れる電流で、日照の具合によって変化します。バッテリセル温度は蓄電
池の温度で、これが異常に上昇、下降することがないかをよく見ておく必
要があります。CWテレメトリは耳で聞いて書き取ったり、テレリーダで復
号したりした上で、換算をするなど手間がかかりますが、衛星の状態を
直接知る手がかりとなります。日陰に入ったときの温度の下降、全日照
の期間の温度の上昇など、宇宙での衛星の状況に関して面白いことが
わかります。試してみましょう。
衛星のスピン周期
衛星のスピン周期はCWテレメトリの2Cと2Dで知ることができます。
2Cと2Dで送られてくる2桁の16進数(1からFまで)の値の合計4桁
をバイナリ変換して下記の表から読みとると、衛星のスピン(回転)周
期を求めることができます。
− | bit | 重み | 周期 | 例 |
2C | 0 | 1 | 未使用 | 0 |
1 | 2 | 未使用 | 0 | |
2 |
4 | 8192msec | 1 | |
3 |
8 | 4096msec | 0 | |
4 | 1 | 2048msec | 0 | |
5 | 2 | 1024msec | 0 | |
6 | 4 | 512msec | 0 | |
7 | 8 | 256msec | 0 | |
2D | 0 | 1 | 128msec | 1 |
1 | 2 | 64msec | 1 | |
2 | 4 | 32msec | 1 | |
3 | 8 | 16msec | 1 | |
4 | 1 | 8msec | 0 | |
5 | 2 | 4msec | 0 | |
6 | 4 | 2msec | 0 | |
7 | 8 | 1msec | 1 |
例)2Cの値が04,2Dの値が8Fの場合スピン周期は8433msecとなります。
(8192+128+64+32+16+1)
太陽角の求め方
スピン軸と太陽との角度を求めるには,3Bの値をバイナリ変換して次の表か
ら求めます。バイナリーコードに変換した値のMSBの1bitはデータ更新フラグ
(Sun Flag)でデータが更新された直後は1を出力し、データが前回のサン
プリングと同じ場合は0を出力します。したがって,太陽角は7bitのコードで出
力されます。
衛星のDCM(衛星のコンピュータ)がONの場合は8bit全てを出力しますが,
OFFの場合は上位3bitのみを出力します。DCMのON/OFFステータスはC
Wテレメトリの1AのBit1で知ることができますので,全てが有効なテレメトリで
あるか,このステータスで必ず確認する必要があます。角度は衛星の機体座
標のX軸からの角度となりますが,センサーが10度傾いた角度で取り付けら
れていますので求めた値から10度マイナスする必要があります。
-----------------太陽角換算表(グレーコード)----------------- | ||||||||||
コード | deg | | | コード | deg | | | コード | deg | | | コード | deg |
0000001 | 27.5 | | | 0110001 | 59.5 | | | 1100001 | 91.5 | | | 1010001 | 123.5 |
0000011 | 28.5 | | | 0110011 | 60.5 | | | 1100011 | 92.5 | | | 1010011 | 124.5 |
0000010 | 29.5 | | | 0110010 | 61.5 | | | 1100010 | 93.5 | | | 1010010 | 125.5 |
0000110 | 30.5 | | | 0110110 | 62.5 | | | 1100110 | 94.5 | | | 1010110 | 126.5 |
0000111 | 31.5 | | | 0110111 | 63.5 | | | 1100111 | 95.5 | | | 1010111 | 127.5 |
0000101 | 32.5 | | | 0110101 | 64.5 | | | 1100101 | 96.5 | | | 1010101 | 128.5 |
0000100 | 33.5 | | | 0110100 | 65.5 | | | 1100100 | 97.5 | | | 1010100 | 129.5 |
0001100 | 34.5 | | | 0111100 | 66.5 | | | 1101100 | 98.5 | | | 1011100 | 130.5 |
0001101 | 35.5 | | | 0111101 | 67.5 | | | 1101101 | 99.5 | | | 1011101 | 131.5 |
0001111 | 36.5 | | | 0111111 | 68.5 | | | 1101111 | 100.5 | | | 1011111 | 132.5 |
0001110 | 37.5 | | | 0111110 | 69.5 | | | 1101110 | 101.5 | | | 1011110 | 133.5 |
0001010 | 38.5 | | | 0111010 | 70.5 | | | 1101010 | 102.5 | | | 1011010 | 134.5 |
0001011 | 39.5 | | | 0111011 | 71.5 | | | 1101011 | 103.5 | | | 1011011 | 135.5 |
0001001 | 40.5 | | | 0111001 | 72.5 | | | 1101001 | 104.5 | | | 1011001 | 136.5 |
0001000 | 41.5 | | | 0111000 | 73.5 | | | 1101000 | 105.5 | | | 1011000 | 137.5 |
0011000 | 42.5 | | | 0101000 | 74.5 | | | 1111000 | 106.5 | | | 1001000 | 138.5 |
0011001 | 43.5 | | | 0101001 | 75.5 | | | 1111001 | 107.5 | | | 1001001 | 139.5 |
0011011 | 44.5 | | | 0101011 | 76.5 | | | 1111011 | 108.5 | | | 1001011 | 140.5 |
0011010 | 45.5 | | | 0101010 | 77.5 | | | 1111010 | 109.5 | | | 1001010 | 141.5 |
0011110 | 46.5 | | | 0101110 | 78.5 | | | 1111110 | 110.5 | | | 1001110 | 142.5 |
0011111 | 47.5 | | | 0101111 | 79.5 | | | 1111111 | 111.5 | | | 1001111 | 143.5 |
0011101 | 48.5 | | | 0101101 | 80.5 | | | 1111101 | 112.5 | | | 1001101 | 144.5 |
0011100 | 49.5 | | | 0101100 | 81.5 | | | 1111100 | 113.5 | | | 1001100 | 145.5 |
0010100 | 50.5 | | | 0100100 | 82.5 | | | 1110100 | 114.5 | | | 1000100 | 146.5 |
0010101 | 51.5 | | | 0100101 | 83.5 | | | 1110101 | 115.5 | | | 1000101 | 147.5 |
0010111 | 52.5 | | | 0100111 | 84.5 | | | 1110111 | 116.5 | | | 1000111 | 148.5 |
0010110 | 53.5 | | | 0100110 | 85.5 | | | 1110110 | 117.5 | | | 1000110 | 149.5 |
0010010 | 54.5 | | | 0100010 | 86.5 | | | 1110010 | 118.5 | | | 1000010 | 150.5 |
0010011 | 55.5 | | | 0100011 | 87.5 | | | 1110011 | 119.5 | | | 1000011 | 151.5 |
0010001 | 56.5 | | | 0100001 | 88.5 | | | 1110001 | 120.5 | | | 1000001 | 152.5 |
0010000 | 57.5 | | | 0100000 | 89.5 | | | 1110000 | 121.5 | | | 1000000 | 153.5 |
0110000 | 58.5 | | | 1100000 | 90.5 | | | 101000 | 122.5 | | | --- | --- |
コードの右端がLSB,左端がMSBです。最上位のbit7は未使用です。
DCMとCWテレメトリの関係
衛星搭載のコンピュータ(DCM)が動作していない時には,データがとれない項目が
下記の通りありますので注意して下さい。DCMがOFFの場合この項目にはDCMが
ONのときの最終データを送り続けます。
フレーム | bit | 項目 |
1C | 0 | エンジニアリングデータ |
1 | エンジニアリングデータ | |
2 | エンジニアリングデータ | |
3 | エンジニアリングデータ | |
4 | デジトーカモード ON/OFF | |
1D | 1 | エンジニアリングデータ |
3 | エンジニアリングデータ | |
2A | 0〜7 | エンジニアリングデータ |
2C | 0〜7 | スピン周期 |
2D | 0〜7 | スピン周期 |
注)エンジニアリングデータ : 衛星の運用管制に必要なデータです。