Dezembro de 2020 Eclipse Festival of Frequency Measurement

Chamando todas as estações: Junte-se a nós para no

Festival Eclipse de Medição de Frequência

De 09 de dezembro de 2020 à 16 de dezembro de 2020 2359 UTC

 

Introdução

Alterações na densidade de elétrons ionosféricos causadas pelo clima espacial e mudanças solares diurnas são conhecidas por causar alterações Doppler nos caminhos/percusos dos raios HF. Por exemplo, consulte a Figura 7 em Boitman et al., 1999. A primeira tentativa do HamSCI de medir essas mudanças Doppler foi durante o eclipse solar total em agosto de 2017. Como parte do WWV centennial, 50 estações coletaram dados de deslocamento Doppler para o Festival de Medição de Freqüência original, demonstrando o valor da participação voluntária na coleta desses dados. Durante o Festival Eclipe de junho de 2020, recrutamos participantes de todo o mundo e experimentamos diferentes protocolos de coleta de dados. Neste inverno, solicitamos que todas as estações de rádio amador, ouvintes de ondas curtas e outros capazes de fazer medições de frequência de alta qualidade HF nos ajudem a coletar dados de frequência para o eclipse total de 14 de dezembro.

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Informações de contato:

Kristina Collins: kd8oxt@case.edu

Questionamentos científicos

  • Como os caminhos de propagação de estações de tempo padrão (Time standard stations) de ondas curtas variam em um período tempo no calendário? 

  • Quais propriedades da ionosfera somos capazes de medir, observando a variação nesses caminhos de propagação de HF?

  • Que efeito o eclipse terá sobre esses caminhos de propagação?

  • Como as várias técnicas de medição para entender a variação do caminho se comparam?

  • Existe interesse voluntário na coleta de dados em regiões próximas à totalidade deste eclipse ?

Objetivos

  • Promover a prática internacional de trabalho com cientistas cidadãos em todo o mundo.

  • Medir as mudanças Doppler causadas pelos efeitos do clima espacial na ionosfera.

  • Utilizar um protocolo específico de medição disponível para operadores de rádio amadores e outros cientistas cidadãos.

Agenda

  • Prática de execução: 

    • 21 de novembro de 2020, 0000 - 2359 UTC;

    • 4 de dezembro de 2020, 0000 - 2359 UTC.

  • Início da gravação de dados: 

    • 9 de dezembro de 2020, 0000 UTC

  • Fim da gravação de dados: 

    • 16 de dezembro de 2020, 2359 UTC

 

Comece as medições antes da hora de início e termine-as após a hora de término, se possível.

The Beacons

  

Existem várias estações de tempo padrão (Time standard stations) que podem ser ouvidas na América do Sul. A estação brasileira PPE (10 MHz) será o farol principal para este experimento. Você também pode captar sinais da estação Venezuelana YVTO (5 MHz), da estação Argentina LOL (5, 10 e 15 MHz), WWV, WWVH e BPM. Este experimento usará apenas as transmissões de 10 MHz. Se você não conseguir obter um bom sinal em 10 MHz, grave outra frequência e certifique-se de que o arquivo esteja devidamente identificado. As gravações neste experimento devem mostrar as formações da camada D no nascer do sol local das estações e outros eventos diários da ionosfera, e os efeitos do eclipse. O clima espacial varia de dia para dia e algumas características podem ser proeminentes. Vamos ver o que temos!

 

Procedimentos

 

1) Cadastre-se na Lista de Interessados

Preencha a pesquisa aqui para se inscrever na lista de e-mail. Você receberá atualizações e lembretes ocasionais. 

2) Prepare seu receptor

Use seu receptor mais estável. Se você tiver um GPSDO ou outro padrão de frequência de precisão, use-o. 

 

Para sintonizar seu rádio:

  • Sintonize seu rádio (no modo AM) para o sinal da operadora.

  • Defina o modo do receptor para USB (banda lateral superior). Para uma portadora de 10 MHz, sintonize em 9,999 MHz (9999.000 kHz - veja a imagem) e ouça o 1000 Hz tom de. Esta é a principal coisa que procuraremos analisaremos nos seus dados. 

  • Se você tiver um filtro ajustável em seu receptor, defina-o o mais próximo possível de 2,5 kHz.

Estamos aconselhando a maioria dos participantes a usar uma taxa de amostragem de 8 kHz na seção abaixo. Se o seu rádio for relativamente novo (fabricado após o ano 2000 ou superior), não haverá problema. Se você estiver executando em um rádio mais antigo, neste caso, seus filtros podem não ter um corte nítido o suficiente. (Você pode ver este processo em um vídeo aqui.) Para verificar a largura de banda do filtro em seu receptor:

  • Sintonize seu rádio (no modo AM) para o sinal da portadora.

  • Defina o modo do receptor para USB (banda lateral superior). Para uma portadora de 10 MHz, sintonize em 9,999 MHz (9999.000 kHz - veja a imagem) e ouça o 1000 Hz tom de. Sintonize para 9,998 MHz e ouça o tom mais alto de 2000 Hz. Finalmente, sintonize em 9,997 MHz e veja se você ouve um tom de 3000 Hz. Se você não ouvir um sinal forte da portadora, tudo bem - mantenha 8 kHz. Se você ouvir o tom, use 44100 Hz na Etapa 5 abaixo. 

3) Prepare o computador e o software

 

1) Conecte o rádio à placa de som do computador. 

 

Se você está controlando seu rádio via fldigi ou flrig, você já sabe como fazer isso. As instruções variam de acordo com o rádio. Se você precisar de uma placa de som USB, recomendamos esta: https://www.amazon.com/gp/product/B00IRVQ0F8/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&th=1

 

2) Baixe o Audacity. 

 

O Audacity é um programa de código aberto bastante utilizado para gravação de áudio. Você pode baixá-lo aqui: https://www.audacityteam.org/download/

Se estiver trabalhando em um idioma diferente do inglês, você pode defini-lo usando Editar> Preferências> Opções de interface. 

 

3) Configure os metadados do Audacity. 

Baixe este modelo XML e memorize o diretório em que ele foi salvo: EclipseTags.xml

Em Editar> Metadados, clique em "Carregar" e selecione o arquivo e, em seguida, edite-o de acordo com a sua estação. (Você também pode adicionar metadados manualmente usando a lista abaixo.)

 

 

No Audacity, vá em Edit> Metadata e preencha os seguintes campos de metadados: 

  • Em Artist Name/Nome do Artista, coloque seu indicativo. (Se você é um ouvinte de ondas curtas e não um radioamador, use seu nome ou indicativo SWL.)

  • No Album title/Título do álbum, coloque "Eclipse de dezembro de 2020".

  • Em Year/Ano, 2020.

  • Em Genre/Gênero, coloque o modelo do seu rádio. 

Adicione e preencha os seguintes campos de metadados. 

  • Endereço de e-mail

  • Rig

  • Antena

  • Placa de som

  • Frequência

  • AGC (ligado ou desligado)

  • Latitude (use decimais, não minutos e segundos!)

  • Longitude 

  • Elevação (m)

  • Fuso horário (exemplo de formato: UTC-03: 00)

  • Quadrado da grade

  • País

IMPORTANTE: Se você tem vários rádios coletando dados simultaneamente sob um único indicativo, adicione um hífen e o número da estação para cada estação com o mesmo indicativo. Por exemplo, se a estação W8EDU está executando a coleta de dados simultaneamente em um rádio Flex e um rádio Icom, eles devem marcar um como W8EDU-1 e o outro como W8EDU-2, incluir um comentário nos metadados para cada estação explicando que o operador realizou coletas de várias estações e certifique-se de que os metadados estão corretos e completos. Isso tornará muito mais fácil classificar os dados do experimento durante a fase de análise. 

Clique em "Salvar" e salve o arquivo XML, depois clique em "Definir padrão". 

Marque a caixa que diz "Não mostrar isso ao exportar áudio" e, em seguida, clique em "OK". 

 

4) Defina as preferências de gravação.

 

Abra a guia Gravação no menu Preferências (Editar> Preferências> Gravação). Desmarque "Overdub: Reproduzir outras faixas enquanto grava" e marque "Gravar sempre em uma nova faixa". 

 

Em "Nomear novas faixas", digite seu indicativo, um único sublinhado e a letra correspondente ao seu fuso horário nesta lista: [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_military_time_zones]

Por exemplo, a estação W8EDU está no horário de verão do leste (UTC - 05:00), que corresponde à letra R, portanto, o nome correto da faixa customizada é "W8EDU_R_". (Se você estiver em um fuso horário fracionário, use a letra J.) 

 

Certifique-se de que as caixas para "Nome personalizado",  "Hora do sistema" e “Hora do sistema”, também estejam marcadas. Quando terminar, a janela deve ser semelhante a esta:

 

 

Qualidade

 

Em Qualidade, definir a taxa de amostragem padrão para 8000 Hz e o formato de amostragem para 16 bits. A não ser que o seu receptor necessidade de taxas altas de amostragens, como descrito anteriormente  

 

 

Vá para "Dispositivos" no menu Preferências e certifique-se de que está gravando do seu rádio, ao invés do microfone do seu computador ou outra fonte. 

 

5) Defina as configurações de gravação e faça um teste de gravação.

 

Defina sua gravação como Mono (1 canal) no menu superior, no meio da barra de ferramentas superior.

 

Caso não tenha definido os padrões de qualidade no tópico anterior para 8000 Hz, defina manualmente este valor na barra de ferramentas superior.

 

Defina sua entrada de áudio para a placa de som conectada do seu rádio. Os nomes dos dispositivos variam. Você pode ter que realizar alguns testes para certificar-se de que a fonte de áudio da qual você está gravando é a correta.

 

Aperte o botão Gravar ⬤; você deve ver a primeira faixa começar a gravar, com o nome da faixa e tag de data / hora corretos. Se o nome da faixa não estiver correto, tente reiniciar o Audacity e gravar novamente.

Pressione parar ⏹️ e grave ⬤ novamente. Desta vez, você deve ver uma segunda faixa aparecer. O nome de cada faixa corresponderá ao seu horário de início. 

 

Observe o "Espaço em disco restante para gravação" na parte inferior da tela. Uma semana de gravação dura 168 horas, portanto, pode ser necessário pausar e reiniciar a coleta de dados durante o experimento. A estimativa também pode não ser totalmente precisa. Verifique a documentação do Audacity sobre a duração da gravação aqui. 

 

 

6) Salve o projeto.

Certifique-se de parar a gravação antes de continuar.

Salve o projeto (Arquivo> Salvar Projeto). Isso permitirá que o computador mantenha suas configurações. Você pode ver uma janela perguntando se você deseja salvar o projeto mesmo que ele não contenha faixas: clique em OK. 

 

7) Certifique-se de que seus arquivos WAV foram salvos corretamente.

Crie um diretório para salvar seus arquivos de acordo com a seguinte convenção: "<Callsign> _Eclipse_Dec2020". Por exemplo: W8EDU_Eclipse_Dec2020. (Se você estiver executando a coleta de dados simultânea em vários rádios, use o identificador hifenizado descrito na Etapa 3.)

 

Vá para Arquivo> Exportar> Exportar Vários. Selecione o diretório no qual deseja salvar seus arquivos. Em "Name Files", certifique-se de que a opção "Usando Rótulo / Nome da faixa" está selecionada.

 

Clique em “Exportar”. Você deve obter uma caixa de diálogo confirmando que cada faixa foi salva em seu próprio arquivo WAV.

 

 

Quando terminar, você pode excluir suas trilhas de teste clicando no X no canto superior esquerdo da trilha. 

 

Ao abrir o diretório, você deve ver os metadados do artista e do álbum. 

 

Você deve registrar seus dados em uma unidade de disco que tenha pelo menos 10 GB de espaço livre. Se você estiver executando o Windows, navegue até o diretório de dados e ative a compactação: Propriedades -> Geral -> Avançado -> Compactar conteúdo para economizar espaço em disco. (Veja a captura de tela abaixo).

 

 

Agora você está pronto para coletar dados! Se você precisar reiniciar a coleta de dados a qualquer momento, aperte o botão para parar a gravação e repita a Etapa 7 acima. 

Assim que estiver tudo pronto, sua configuração deve ser semelhante a:

3) Colete os dados

A coleta de dados ocorre de 9 a 16 de dezembro. Haverá também duas práticas mão na massa: 15 de novembro e 5 de dezembro. Durante esse tempo, deixe o seu rádio ligado, verifique-o periodicamente e certifique-se de que o computador não seja desligado por uma atualização automática. 

É altamente recomendável registrar alguns dias de dados de teste antes do início do experimento para garantir que você não tenha problemas com o computador. Após a conclusão, antes de enviar, selecione o arquivo / diretório a ser carregado, clique com o botão direito sobre ele e selecione Enviar para pasta compactada (zipada). Isso é o que você deve carregar.

Se você deseja incluir a documentação de sua estação, notas sobre observações, fotos do experimento ou eclipse, etc., inclua-os na pasta compactada com seus dados. A menos que você observe o contrário, podemos usar suas fotos, com atribuição, em materiais futuras da HamSCI. 

4) Preencher a pesquisa de coleta de dados e fazer o upload dos dados via Box.

Preencha a pesquisa de coleta de dados aqui. 

Compacte a pasta que contém seus dados e carregue-a neste link: https://cwru.app.box.com/f/d707e6414087462399f3601a2a4e0ca0

 

Perguntas frequentes

P: Para que esses dados serão usados?

R: Esses dados serão analisados ​​por membros da organização HamSCI. Os dados e resultados serão tornados públicos, como fizemos para o Festival de Medição de Freqüências original.

 

P: Não estou no caminho da totalidade. Ainda posso participar?

R: Claro, com certeza. A coleta de dados de estações amplamente dispersas nos permite examinar as flutuações ionosféricas em uma variedade de escalas. Nosso objetivo é obter estações em todos os continentes. 

Onde quer que você esteja, no entanto, a melhor abordagem é fazer com que um ou dois amigos com estações próximas participem, para confirmar que as flutuações em seus dados são de natureza geofísica.

 

P: Perdi a atividade de prática. Ainda posso participar?

R: Sim! Entre em contato por e-mail se tiver dúvidas.

 

P: Se eu estiver tendo problemas para fazer a coleta de dados funcionar, vocês podem me ajudar?

R: Sim. Envie mail para umhamsci@case.edu e nós o ajudaremos a configurar o seu rádio.

 

P: Posso usar um programa diferente do Audacity para fazer minhas medições?

R: Sim, mas não podemos fornecer assistência para outros programas. Mas também gostamos do Spectrum Lab.

 

P: Por que vocês pararam de usar o fldigi?

R: Usamos o modo de análise de frequência do fldigi em experimentos anteriores, mas decidimos coletar dados brutos para permitir a captura de informações da banda lateral e da portadora. 

 

P: Como posso verificar os metadados em meus arquivos WAV?

R: A maioria das ferramentas de metadados não mostra os campos fora do padrão que adicionamos, mas você pode usar mediainfo se quiser vê-los. Ele também tem uma interface de linha de comando agradável. 

 

P: Por que vocês desejam coletar uma semana inteira de dados? O eclipse não dura apenas algumas horas?

R: Precisamos coletar dados de controle, preferencialmente de um dia com condições ionosféricas que sejam tão semelhantes quanto possível às condições no dia do eclipse. A coleta de uma semana inteira de dados nos dá algumas opções para essa comparação. Também nos dá uma boa visão das flutuações diárias. 

 

P: Você ainda pode usar meus dados se eu não conseguir registrar o período inteiro?

R: Quanto mais dados, melhor. Mas se você precisar levar seu rádio de volta para parte do evento (por exemplo, para operar uma rede de tráfego) ou experimentar uma interrupção de dados, ainda estamos interessados ​​em seus dados. Apenas certifique-se de parar a gravação antes de sintonizar novamente seu rádio, sintonize de volta para 9,999 MHz antes de ligá-lo novamente quando estiver pronto para retomar a coleta de dados e deixe-nos uma nota quando enviá-lo.

 

P: Você aceitará outras formas de dados?

R: Sim, embora não possamos garantir que seremos capazes de usá-los.

 

P: Consigo configurar uma estação para coletar dados de longo prazo. Você estaria interessado nisso?

R: Sim! Envie email para e-hamsci@case.edu para uma discussão mais detalhada.

 

P: Vou receber um cartão QSL?

R: Claro! Os certificados do Eclipse Festival serão enviados a todos os participantes na conclusão da análise.