1 SPLAT!(1) KD2BD Software SPLAT!(1)
5 SPLAT! es una herramienta para el análisis de Propagación de Señales RF, Pérdidas, y características del Terreno (RF Signal Propagation, Loss, And Terrain analysis tool).
10 splat [-t txsite(s).qth] [-r rxsite.qth] [-c grafica área(s) de cobertura del TX(s) con una antena RX a X pies sobre el nivel del terreno] [-L altura de la antena receptora para el análisis de cobertura Longley-Rice (pies/metros)(flotante)] [-p perfil_terreno.ext] [-e perfil_elevación.ext] [-h perfil_altura.ext] [-H perfil_altura_normalizada.ext] [-l perfil_Longley-rice.ext] [-o nombrearchivo_mapa_topografico.ppm] [-b nombrearchivo_limites_cartograficos.dat] [-s basedatos_sitio/ciudad.dat] [-d path_directorio_sdf] [-m multiplicador del radio de la tierra (flotante)] [-f frecuencia (MHz) para los cálculos de la zona de Fresnel (flotante)] [-R radio máximo de cobertura (millas/kilómetros) (flotante)] [-dB máximo contorno de atenuación a ser presentado sobre un mapa de pérdidas por trayectoria (80-230 dB)] [-nf no graficar las zonas de Fresnel en los gráficos de altura] [-plo archivosalida_perdidas_por_trayectoria.txt] [-pli archivoentrada_pérdidas_por_trayectoria.txt] [-udt archivo_terreno_definido_por_usuario.txt] [-n] [-N] [-geo] [-kml] [-metric]
14 SPLAT! es una poderosa herramienta para el análisis de terreno y propagación RF cubriendo el espectro entre 20 Megahertz y 20 Gigahertz. SPLAT! es Software Libre y está diseñado para operar en escritorios Unix y basados en Linux. La redistribución y/ó modificación está permitida bajo los términos de la licencia pública general GNU según lo publicado por la Fundación de Software Libre, versión 2 ó superiores. La adopción del código fuente de SPLAT! en aplicaciones propietarias o de fuente-cerrada es una violación de esta licencia, y esta estrictamente prohibida.
16 SPLAT! se distribuye con la esperanza de que sea útil, pero SIN NINGUNA GARANTÍA, aún la garantía implícita de COMERCIALIZACIÓN o de la APLICACIÓN PARA UN PROPÓSITO PARTICULAR. Vea la licencia GNU para más detalles.
19 Las aplicaciones de SPLAT! incluyen la visualización, diseño, y análisis de enlaces de redes inalámbricas WAN, sistemas de radio comunicaciones comerciales y aficionados sobre los 20 megahertz, enlaces microonda, estudios de interferencia y coordinación de frecuencias, y determinación del contorno de cobertura de las regiones de radio y televisión terrestres análogas y digitales.
21 SPLAT! proporciona datos de ingeniería RF del sitio, tales como; distancias sobre el arco terrestre y azimut entre sitios de transmisión y recepción, ángulos de elevación de la antena (uptilt), ángulos de depresión (downtilt), altura de la antena sobre nivel del mar, altura de la antena sobre el promedio del terreno, azimut y distancias para determinar obstrucciones, Atenuaciones de trayectoria Longley-Rice , y requisitos mínimos necesarios de altura de las antenas para establecer trayectorias de comunicación de línea-de-vista sin obstrucciones debido al terreno, la primera zona de Fresnel, y el 60% de la primera zona de Fresnel.
23 SPLAT! produce informes, gráficos, y mapas topográficos altamente detallados y cuidadosamente descritos que presentan las trayectorias de línea-de-vista, contornos regionales de pérdidas por trayectoria para determinar la predicción del área de cobertura de sistemas de transmisores y repetidoras. Al realizar análisis de línea de vista cuando se emplean múltiples sitios de transmisores o repetidores, SPLAT! determina las áreas individuales y mutuas de cobertura dentro de la red especificada.
25 Simplemente tipee splat en la consola de comandos, esto retornará un resumen de las opciones de comando de SPLAT!
27 --==[ SPLAT! v1.2.0 Available Options... ]==--
29 -t txsite(s).qth (sitio de transmisión, max of 4)
30 -r rxsite.qth (sitio de recepción)
31 -c grafica área(s) de cobertura del TX(s) con una antena RX a X pies sobre el nivel promedio del terreno
32 -L grafica las pérdidas por trayectoria desde el sitio de transmisión (TX) y una antena receptora (RX) a X pies/metros sobre el nivel promedio del terreno AGL
33 -s nombres de archivos(s) de ciudades/sitios para importar (máximo 5)
34 -b nombres de archivos(s) de límites cartográficos para importar (máximo 5)
35 -p nombre de archivo para graficar el perfil del terreno
36 -e nombre de archivo para graficar la elevación del terreno
37 -h nombre de archivo para graficar la altura del terreno
38 -H nombre de archivo para graficar la altura normalizada del terreno
39 -l nombre de archivo para graficar el modelo Longley-Rice
40 -o nombre de archivo para generar el mapa topográfico (.ppm)
41 -u nombre del archivo del terreno definido-por-el-usuario a importar
42 -d ruta al directorio que contiene los archivos sdf (reemplaza al declarado en el archivo ~/.splat_path)
43 -n no analisis, breve reporte
44 -N no análisis, no reporte
45 -m multiplicador del radio de la tierra
46 -f frecuencia para el cálculo de la zona de Fresnel (MHz)
47 -R modifica el rango por defecto para -c ó -L (millas/kilómetros)
48 -db Contorno máximo de pérdidas a ser presentado en el mapa de pérdidas por trayectoria (80-230 dB)
49 -nf no grafica la zona de Fresnel en los gráficos de altura
50 -plo nombre del archivo de salida de pérdidas-por-trayectoria
51 -pli nombre del archivo de entrada de pérdidas-por-trayectoria
52 -udt nombre del archivo de entrada de terreno definido-por-el-usuario
53 -geo genera un archivo Xastir de georeferencia .geo (con salida .ppm)
54 -kml genera un archivo Google Earth .kml (para enlaces punto-a-punto)
55 -metric emplea unidades métricas en lugar de las imperiales para todas las I/O del usuario
59 SPLAT! es una aplicación manejada por linea de comandos ó terminal de textos (shell), y lee los datos de entrada a través de un número de ficheros de datos. Algunos archivos son obligatorios para la apropiada ejecución del programa, mientras que otros son opcionales. Los archivos obligatorios incluyen los modelos topográficos 3-arco segundo en la forma de archivos de datos de SPLAT (archivos SDF), archivos de localización del sitio (archivos QTH), y archivos de parámetros para el modelo Longley-Rice (archivos LRP). Los archivos opcionales incluyen archivos de localización de ciudades/sitios, archivos de límites cartográficos, archivos de terreno definidos por el usuario, archivos de entrada de pérdidas-por-trayectoria, y archivos de patrones de radiación de antenas.
61 FICHEROS DE DATOS SPLAT
62 SPLAT! importa los datos topográficos desde los ficheros de datos SPLAT (SDFs). Estos archivos se pueden generar desde varias fuentes de información. En los Estados Unidos, los ficheros de datos SPLAT se pueden generar a través de la U.S. Geological Survey Digital Elevation Models (DEMs) usando la herramienta usgs2sdf incluida con SPLAT!. Los modelos de elevación digital USGS compatibles con esta utilidad pueden ser descargados de: http://edcftp.cr.usgs.gov/pub/data/DEM/250/.
64 Una resolución significativamente mejor se puede obtener con el uso de los modelos digitales de elevación versión 2 SRTM-3. Estos modelos son el resultado de la misión topografíca del radar espacial Shuttle STS-99, y están disponibles para la mayoría de las regiones pobladas de la tierra. Los ficheros de datos SPLAT pueden ser generados desde los datos SRTM usando la herramienta incluida srtm2sdf. Los archivo SRTM-3 versión 2 se pueden obtener a través de FTP anónimo desde: ftp://e0srp01u.ecs.nasa.gov:21/srtm/version2/
66 A pesar de la exactitud más alta que los datos SRTM ofrecen, existen algunos vacíos en los conjuntos de datos. Cuando se detectan estos vacíos, la utilidad srtm2sdf los substituye por los datos encontrados en los archivos SDF existentes (que presumiblemente fueron creados de datos anteriores de la USGS con la utilidad usgs2sdf). Si los datos SDF, USGS-derivados no están disponibles, los vacíos se reemplazan con el promedio de los pixeles adyacentes, o reemplazo directo.
68 Los ficheros de datos de SPLAT contienen valores enteros de las elevaciones topográficas (en metros) referidos al nivel del mar para regiones de la tierra de 1-grado por 1-grado con una resolución de 3-arco segundos. Los archivos SDF pueden ser leídos desde el formato estándar (sdf) generado por las utilidades usgs2sdf y srtm2sdf, ó en formato comprimido bzip2 (.sdf .bz2). Puesto que los archivos sin comprimir se pueden procesar ligeramente más rápido que los archivos comprimidos, SPLAT! busca los datos SDF necesarios en formato sin comprimir primero. Si los datos sin comprimir no pueden ser localizados, SPLAT entonces busca los datos en formato comprimido bzip2. Si tampoco se pueden encontrar los archivos SDF comprimidos para la región solicitada, SPLAT! asume que la región es el océano, y asignará una elevación del nivel del mar a estas áreas.
70 Esta característica de SPLAT! permite realizar el análisis de trayectorias no solamente sobre la tierra, sino también entre las áreas costeras no representadas por los datos del Modelo de Elevación Digital. ¡Este comportamiento de SPLAT! resalta la importancia de tener todos los archivos SDF requeridos para la región a ser analizada, para así obtener resultados significativos.
72 ARCHIVOS DE LOCALIZACIÓN DEL SITIO (QTH)
73 SPLAT! importa la información de la localización de los sitios del transmisor y del receptor analizados por el programa de los archivos ASCII que tienen una extensión .qth. Los archivos QTH contienen:
76 La latitud del sitio (positiva al norte del ecuador, negativa al sur)
77 La longitud del sitio (en grados oeste W de 0 a 360 grados), y;
78 La altura de la antena del sitio sobre el nivel del suelo (AGL).
80 Un caracter de salto-de-linea separa cada campo. La altura de la antena se asume a ser especificada en pies a menos que sea seguida por la letra m o de la palabra meters en mayúsculas ó minúsculas. La información de la latitud y de la longitud se puede expresar en formato decimal (74.6889) ó en formato grados, minutos, segundos (DMS) (74 41 20.0).
82 Por ejemplo, un archivo de localización de sitio que describía la estación de televisión WNJT, Trenton, NJ (wnjt.qth) se puede leer como sigue:
89 ó en formato de grados, minutos, segundos (DMS) (corazon.qth).
96 Cada sitio de transmisor y receptor analizado por SPLAT! debe ser representado por su propio archivo de la localización de sitio (QTH).
98 SPLAT! importa los datos de parámetros para el modelo Longley-Rice desde los archivos que tienen el mismo nombre base del archivo QTH del sitio del transmisor, pero con una extensión .lrp proporcionando así una correlación simple y exacta entre estos conjuntos de datos asociados. El formato para los archivos de parámetros para el modelo Longley-Rice es como sigue (wnjt.lrp):
100 15.000 ; Constante Dieléctrica de la Tierra (Permitividad Relativa)
101 0.005 ; Conductividad de la Tierra (Siemens por metro)
102 301.000 ; Constante de deflexión Atmosférica (N-unidades)
103 700.000 ; Frecuencia en MHz (20 MHz to 20 GHz)
104 5 ; Clima de Radio (5 = Continental Templado)
105 0 ; Polarización (0 = Horizontal, 1 = Vertical)
106 0.5 ; Fracción de situaciones (50% de localizaciones)
107 0.5 ; Fracción de tiempo (50% de tiempo)
109 Si el archivo LRP correspondiente al archivo QTH del sitio de transmisión no puede ser encontrado, SPLAT! explorará el directorio de trabajo actual buscando el archivo "splat.lrp". ¡Si este archivo tampoco puede ser encontrado, entonces los parámetros por defecto enumerados arriba serán asignados por SPLAT! y un archivo correspondiente "splat.lrp" que contiene estos datos será escrito al directorio de trabajo actual. El archivo "splat.lrp" se puede editar de acuerdo a las necesidades del usuario.
111 Las constantes dieléctricas típicas de la tierra y sus valores de conductividad son los siguientes:
113 Constante Dieléctrica Conductividad
114 Salt water : 80 5.000
115 Good ground : 25 0.020
116 Fresh water : 80 0.010
117 Marshy land : 12 0.007
118 Farmland, forest : 15 0.005
119 Average ground : 15 0.005
120 Mountain, sand : 13 0.002
122 Poor ground : 4 0.001
124 Los códigos de Clima de Radio usados por SPLAT! son los siguientes:
126 1: Equatorial (Congo)
127 2: Continental Subtropical (Sudan)
128 3: Maritime Subtropical (West coast of Africa)
130 5: Continental Temperate
131 6: Maritime Temperate, over land (UK and west coasts of US & EU)
132 7: Maritime Temperate, over sea
134 El clima templado continental es común a las grandes masas de la tierra en la zona templada, tal como los Estados Unidos. Para trayectorias inferiores a 100 kilómetros, es poca diferencia entre los climas templados continentales y marítimos.
136 Los dos parámetros finales en el archivo .lrp corresponden al análisis estadístico proporcionado por el modelo Longley-Rice. En este ejemplo, SPLAT! devolverá la máxima pérdida de trayectoria que ocurre el 50% del tiempo (fracción del tiempo) en el 50% de las situaciones (fracción de situaciones). En los Estados Unidos utilice una fracción de 0.97 del parámetro de tiempo para televisión digital, y 0.50 para analógica. Se asumen antenas isotrópicas.
138 Para mayor información de esos parámetros, puede visitar: http://flattop.its.bldrdoc.gov/itm.html y
139 http://www.softwright.com/faq/engineering/prop_longley_rice.html
141 ARCHIVOS DE LOCALIZACIÓN DE CIUDADES
142 Los nombres y las localizaciones de ciudades, sitios de la torre, u otros puntos del interés se pueden importar y trazar en los mapas topográficos generados por SPLAT!. SPLAT! importa los nombres de ciudades y localizaciones de los archivos ASCII que contienen:
144 El nombre de la localización, la latitud de la localización, y la longitud de la localización
146 Cada campo es separado por una coma. Cada expediente es separado por un caracter de salto-de-linea. Al igual que con los archivos .qth, la información de la latitud y la longitud se puede ingresar en formato decimal ó en formato de grados, minutos, segundos (DMS).
148 Por ejemplo en formato decimal (cities.dat):
150 Teaneck, 40.891973, 74.014506
151 Tenafly, 40.919212, 73.955892
152 Teterboro, 40.859511, 74.058908
153 Tinton Falls, 40.279966, 74.093924
154 Toms River, 39.977777, 74.183580
155 Totowa, 40.906160, 74.223310
156 Trenton, 40.219922, 74.754665
159 Un total de cinco ficheros de datos separados de ciudades se pueden importar a la vez, y no hay límite al tamaño de estos archivos. SPLAT! lee datos de las ciudades en base a "primero ingresada primero servida", y traza solamente las localizaciones cuyas anotaciones no estén en conflicto con anotaciones de las localizaciones trazadas anteriormente durante la ejecución de SPLAT!. Este comportamiento en SPLAT! reduce al mínimo el alboroto al generar los mapas topográficos, pero también determina que por mandato las localizaciones importantes estén puestas al principio del primer fichero de datos de ciudades, y las localizaciones de menor importancia sean colocadas a continuación en la lista o en los ficheros de datos subsecuentes.
161 Los ficheros de datos de las ciudades se pueden generar manualmente usando cualquier editor de textos, importar de otras fuentes, o derivar de los datos disponibles de la oficina de censo de los Estados Unidos, usando la herramienta incluida con SPLAT! citydecoder. Estos datos están disponibles gratuitamente vía Internet en: http://www.census.gov/geo/www/cob/bdy_files.html, y deben estar en formato ASCII.
164 ARCHIVOS DE DATOS DE LIMITES CARTOGRÁFICOS
165 Los datos cartográficos de límites se pueden también importar para trazar los límites de las ciudades, condados, o estados en los mapas topográficos generados por SPLAT!. Estos datos deben estar en el formato de metadatos de archivos cartográficos de límites ARC/INFO Ungenerate (formato ASCII), y están disponibles para los E.E.U.U..en la Oficina de Censos vía Internet en: http://www.census.gov/geo/www/cob/co2000.html#ascii y http://www.census.gov/geo/www/cob/pl2000.html#ascii. Un total de cinco archivos cartográficos separados de límites se puede importar a la vez. No es necesario importar límites de estado si ya se han importado los límites del condado.
167 OPERACIÓN DEL PROGRAMA
168 Debido a que SPLAT! hace un uso intensivo del CPU y la memoria, SPLAT! se invoca vía línea de comandos usando una serie de opciones y argumentos, este tipo de interfaz reduce al mínimo gastos indirectos y se presta a operaciones escriptadas. El uso de CPU y memoria por SPLAT! se pueden modificar con el uso de comandos Unix.
170 El número y el tipo de opciones pasados a SPLAT! determinan su modo de operación y el método de generación de los datos de salida. Casi todos los opciones de SPLAT! se pueden conectar en cascada y en cualquier orden al invocar el programa desde la línea de comandos.
172 SPLAT! funciona en dos modos distintos: modo punto-a-punto, y modo de predicción del área de cobertura, y puede ser invocado por el usuario usando el modo de línea de vista (LOS) ó el modelo Longley-Rice de propagación sobre terreno irregular (ITM).
174 El radio de tierra verdadera, cuatro-tercios, o cualquier otro radio de la tierra pueden ser especificados al realizar los análisis de línea-de-vista.
177 ANÁLISIS PUNTO-A-PUNTO
178 SPLAT! puede ser utilizado para determinar si existe línea de vista entre dos localizaciones especificadas realizando para ello el análisis del perfil del terreno. Por ejemplo:
180 splat -t tx_site.qth -r rx_site.qth
182 invoca un análisis del perfil del terreno entre el transmisor especificado en tx_site.qth y el receptor especificado en rx_site.qth, y escribe un Reporte de Obstrucciones SPLAT! al directorio de trabajo actual. El reporte contiene los detalles de los sitios del transmisor y del receptor, e identifica la localización de cualquier obstrucción detectada a lo largo de la trayectoria de línea-de-vista. Si una obstrucción puede ser despejada levantando la antena de recepción a una mayor altitud, SPLAT! indicará la altura mínima de la antena requerida para que exista línea-de-vista entre las localizaciones del transmisor y el receptor especificadas. Observe que las unidades imperiales (millas, pies) se usan por defecto, a menos que se use la opción -metric en la orden SPLAT! de línea de comandos.
184 splat -t tx_site.qth -r rx_site.qth -metric
186 Si la antena se debe levantar una cantidad significativa, esta determinación puede tomar una cierta cantidad de tiempo. Observe que los resultados proporcionados son el mínimo necesario para que exista una trayectoria de la línea de vista, y en el caso de este simple ejemplo, no considera los requisitos de la zona de Fresnel.
188 Las extensiones .qth son asumidas por SPLAT! para los archivos QTH, y son opcionales al invocar el programa. ¡SPLAT! lee automáticamente todos los ficheros de datos de SPLAT necesarios para el análisis del terreno entre los sitios especificados. SPLAT! busca primero los archivos SDF necesarios en el directorio de trabajo actual. Si estos archivos no se encuentran, SPLAT! entonces busca en la ruta especificada por la opción – d:
190 splat -t tx_site -r rx_site -d /cdrom/sdf/
192 Una ruta a un directorio externo puede ser especificada creando el archivo ".splat_path" en el directorio de trabajo del usuario. Este archivo $HOME/.splat_path debe contener una sola línea de texto ASCII en la que indique la ruta completa del directorio que contiene todos los archivos SDF.
196 Y puede ser generado usando cualquier editor de texto.
198 Un gráfico que muestre el perfil del terreno en función de la distancia, partiendo desde el receptor, entre las localizaciones del transmisor y receptor se puede generar adicionando la opción -p:
200 splat -t tx_site -r rx_site -p terrain_profile.png
202 SPLAT! invoca al programa gnuplot cuando genera los gráficos. La extensión del nombre del archivo especificado por SPLAT! determina el formato del gráfico a ser producido .png generará un archivo de gráfico PNG a color con una resolución de 640x480, mientras que .ps o .postscript generarán archivos de salida postscritp. La salida en formatos como GIF, Adobe Illustrator, AutoCAD dxf, LaTex, y muchos otros están disponibles. Por favor consulte gnuplot, y la documentación de gnuplot para detalles de todos los formatos de salida soportados.
204 En el lado del receptor un gráfico de elevaciones en función de la distancia determinado por el ángulo de inclinación debido al terreno entre el receptor y el transmisor se puede generar usando la opción -e:
206 splat -t tx_site -r rx_site -e elevation_profile.png
208 El gráfico producido usando la opción -e ilustra los ángulos de elevación y depresión resultado del terreno entre la localización del receptor y el sitio del transmisor desde la perspectiva del receptor. Un segundo trazo es dibujado entre el lado izquierdo del gráfico (localización del receptor) y la localización de la antena que transmite a la derecha. Este trazo ilustra el ángulo de elevación requerido para que exista una trayectoria de línea de vista entre el receptor y transmisor. Si la traza interseca el perfil de elevación en cualquier punto del gráfico, entonces esto es una indicación que bajo las condiciones dadas no existe una trayectoria de línea-de-vista, y las obstrucciones se pueden identificar claramente en el gráfico en los puntos de intersección.
210 Un gráfico ilustrando la altura del terreno referenciado a la trayectoria de línea de vista entre el transmisor y el receptor se puede generar usando la opción -h:
212 splat -t tx_site -r rx_site -h height_profile.png
214 La altura del terreno normalizada a las alturas de las antenas del transmisor y receptor pueden ser obtenidas con la opción -H:
216 splat -t tx_site -r rx_site -H normalized_height_profile.png
218 El contorno de curvatura de la tierra también es graficada en este modo.
220 La primera Zona de Fresnel, y el 60% de la primera Zona de Fresnel puede ser adicionada al gráfico de perfiles de altura con la opción -f, y especificando una frecuencia (en MHz) a la cual la Zona de Fresnel será modelada:
222 splat ‐t tx_site ‐r rx_site ‐f 439.250 ‐H normalized_height_profile.png
225 Un gráfico que muestre las pérdidas de trayectoria Longley-Rice se puede dibujar usando la opción -l :
227 splat -t tx_site -r rx_site -l path_loss_profile.png
229 Como antes, adicionando la opción -metric se forza al gráfico a usar unidades de medida métrica.
231 Al realizar el perfil de las pérdida de trayectoria, un Reporte de las Pérdidas por Trayectoria del Modelo Longley-Rice es generado por SPLAT! en un archivo de texto con extensión .lro . El informe contiene el azimut y las distancias entre el transmisor y el receptor, así como la pérdida de trayectoria Longley-Rice para varias distancias entre el transmisor y el receptor. El modo de propagación para los puntos a lo largo de la trayectoria se da como Línea-de-Vista, Horizonte Simple, Horizonte Doble, Difracción dominante, y Troposcatter dominante.
233 Para determinar la relación señal-a-ruido (SNR) en el sitio remoto donde el ruido (térmico) aleatorio de Johnson es el el factor limitante primario en la recepción:
237 donde T es la potencia ERP del transmisor en dBW, NJ es el ruido de Johnson en dBW (-136 dBW para un canal de TV de 6 Mhz), L es las pérdidas de trayectoria proporcionadas por SPLAT! en dB (como un número positivo), G es la ganancia de la antena receptora en dB referenciada a un radiador isotrópico, y NF es la figura de ruido en el receptor en dB.
239 T puede ser computado como sigue:
243 donde TI es la cantidad actual de potencia RF entregada a la antena transmisora en dBW, GT es la ganancia de la antena transmisora (referenciada a una isotrópica) en la dirección del receptor (ó al horizonte si el receptor está sobre el horizonte.
245 Para calcular cuanta mas señal está disponible sobre el mínimo necesario para conseguir una específica relación señal-a-ruido:
249 donde S es la mínima relación SNR deseada (15.5 dB para ATSC DTV, 42 dB para televisión analógica NTSC).
251 Un mapa topográfico puede ser generado por SPLAT! para visualizar la trayectoria entre el transmisor y el receptor desde otra perspectiva. Los mapas topográficos generados por SPLAT! presenta las elevaciones usando una escala de grises logarítmica, con las elevaciones más altas representadas a través de capas más brillantes de gris. El rango dinámico de la imagen es escalada entre las elevaciones más altas y más bajas presentes en el mapa. La única excepción de esto es al nivel del mar, el cual se representa usando el color azul.
253 La salida topográfica se puede especificar usando la opción -o :
255 splat -t tx_site -r rx_site -o topo_map.ppm
257 La extensión .ppm del archivo de salida es asumida por SPLAT!, y es opcional.
259 En este ejemplo, topo_map.ppm ilustrará las localizaciones de los sitios especificados del transmisor y del receptor. Además, la trayectoria entre los dos sitios será dibujada sobre las localizaciones para las cuales existe una trayectoria sin obstáculo hacia el transmisor con una altura de la antena de recepción igual a la del sitio del receptor (especificado en rx_site.qth).
261 Puede ser deseable poblar el mapa topográfico con nombres y localizaciones de ciudades, sitios de torres, o de otras localizaciones importantes. ¡Un archivo de ciudades se puede pasar a SPLAT! usando la opción -s :
263 splat -t tx_site -r rx_site -s cities.dat -o topo_map
265 Hasta cinco archivos separados pueden ser pasados a SPLAT! a la vez luego de la opción -s .
267 Límites de estados y ciudades pueden ser adicionados al mapa especificando hasta cinco archivos de límites cartográficos de Censo Bureu de los U.S. usando el switch -b :
269 splat -t tx_site -r rx_site -b co34_d00.dat -o topo_map
271 En situaciones donde múltiples sitios de transmisores están en uso, se pueden pasar a SPLAT! hasta cuatro localizaciones simultáneas para sus análisis:
273 splat -t tx_site1 tx_site2 tx_site3 tx_site4 -r rx_site -p profile.png
275 En este ejemplo, SPLAT! genera cuatro reportes separados de obstrucción y de perfiles de terreno . Un simple mapa topográfico puede ser especificado usando la opción -o , y las trayectorias de línea de vista entre cada transmisor y el sitio indicado del receptor será producido en el mapa, cada uno en su propio color. La trayectoria entre el primer transmisor especificado al receptor será verde, la trayectoria entre el segundo transmisor y el receptor será cyan, la trayectoria entre el tercer transmisor y el receptor será violeta, y la trayectoria entre el cuarto transmisor y el receptor será siena.
277 Los mapas topográficos generados por SPLAT! son imágenes TrueColor PixMap Portables de 24-bit (PPM) y pueden ser vistos, corregidos, o convertidos a otros formatos gráficos usando populares programas de imágenes tales como xv, The GIMP, ImageMagick, y XPaint. El formato png es altamente recomendado para el almacenamiento comprimido sin pérdidas de los archivos topográficos de salida generados por SPLAT!. La utilidad de línea de comandos ImageMagick's convierte fácilmente los archivos gráficos SPLAT! PPM al formato PNG:
279 convert splat_map.ppm splat_map.png
281 Otra utilidad de de línea de comandos excelente para convertir archivos PPM a PNG es wpng, y está disponible en: http://www.libpng.org/pub/png/book/sources.html . Como recurso adicional, los archivos PPM pueden ser comprimidos usando la utilidad bzip2, y ser leídos directamente en este formato por The GIMP.
283 DETERMINANDO LA COBERTURA REGIONAL
284 SPLAT! puede analizar un sitio de transmisor o repetidora, ó redes de sitios, y predecir la cobertura regional para cada sitio especificado. En este modo SPLAT! puede generar un mapa topográfico presentando la geometría del área de cobertura de línea de vista de los sitios, basados en la localización de cada sitio y la altura de la antena receptora que se desea comunicar con el sitio en cuestión. SPLAT! se swichea desde el modo de análisis punto-a-punto al modo de predicción de cobertura cuando se invoca la opción -c como sigue:
286 splat -t tx_site -c 30.0 -s cities.dat -b co34_d00.dat -o tx_coverage
288 En este ejemplo, SPLAT! genera un mapa topográfico llamado tx_coverage.ppm que ilustra la predicción de cobertura regional de línea de vista del tx_site a las estaciones receptoras que tienen una antena de 30 pies de altura sobre el nivel del terreno (AGL). Si la opción -metric es usada, el argumento que sigue a la opción -c es interpretada en metros, en lugar de pies. El contenido de cities.dat son dibujados sobre el mapa, como también los límites cartográficos contenidos en el archivo co34_d00.dat .
290 Cuando se grafica las trayectorias de línea-de-vista y las áreas de cobertura regional, SPLAT! por defecto no considera los efectos de la flexión atmosférica. Sin embargo esta característica puede ser modificada usando el multiplicador de radio de la tierra con la opción -m .
292 splat -t wnjt -c 30.0 -m 1.333 -s cities.dat -b counties.dat -o map.ppm
294 Un radio multiplicador de 1.333 instruye a SPLAT! a usar el modelo de “cuatro-tercios” para el análisis de propagación de línea de vista. Cualquier multiplicador del radio de la tierra apropiado puede ser seleccionado por el usuario.
296 Cuando SPLAT! es invocado en el modo de predicción de cobertura, genera un reporte para cada estación analizada. Los reportes de sitio SPLAT! contienen detalles de la localización geográfica del sitio, su altura sobre el nivel del mar, la altura de la antena sobre el promedio del terreno, y la altura del promedio del terreno calculada en las direcciones de los azimut de 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, y 315 grados.
299 DETERMINANDO REGIONES MÚLTIPLES DE COBERTURA
300 SPLAT! también puede presentar áreas de cobertura de línea-de-vista hasta para cuatro sitios de transmisores separados sobre un mapa topográfico común. Por ejemplo:
302 splat -t site1 site2 site3 site4 -c 10.0 -metric -o network.ppm
304 Grafica las coberturas regionales de línea de vista del site1 site2 site3 site4 basado en una antena receptora localizada a 10.0 metros sobre el nivel del terreno. Un mapa topográfico entonces es escrito al archivo network.ppm . El área de cobertura de línea de vista del transmisor es graficada como sigue en los colores indicados junto con sus valores RGB correspondientes en decimal.
306 site1: Green (0,255,0)
307 site2: Cyan (0,255,255)
308 site3: Medium Violet (147,112,219)
309 site4: Sienna 1 (255,130,71)
311 site1 + site2: Yellow (255,255,0)
312 site1 + site3: Pink (255,192,203)
313 site1 + site4: Green Yellow (173,255,47)
314 site2 + site3: Orange (255,165,0)
315 site2 + site4: Dark Sea Green 1 (193,255,193)
316 site3 + site4: Dark Turquoise (0,206,209)
318 site1 + site2 + site3: Dark Green (0,100,0)
319 site1 + site2 + site4: Blanched Almond (255,235,205)
320 site1 + site3 + site4: Medium Spring Green (0,250,154)
321 site2 + site3 + site4: Tan (210,180,140)
323 site1 + site2 + site3 + site4: Gold2 (238,201,0)
325 Si se generan archivos .qth separados, cada uno representando una localización de un sitio común, pero con diferentes alturas de antena, SPLAT! puede generar un mapa topográfico sencillo que ilustra la cobertura regional desde las estaciones (hasta cuatro) separadas por la altura en un única torre.
328 ANALISIS DE PÉRDIDAS POR TRAYECTORIA LONGLEY-RICE
329 Si la opción -c se reemplaza por la opción -L, se puede generar un mapa de pérdidas de trayectorias Longley-Rice:
331 splat -t wnjt -L 30.0 -s cities.dat -b co34_d00.dat -o path_loss_map
333 En este modo, SPLAT! genera un mapa multicolor que ilustra los niveles de señal esperados (pérdidas por trayectoria) en las áreas alrededor del transmisor. Una leyenda en la parte inferior del mapa relaciona cada color con sus respectivas pérdidas por trayectoria específicas en decibeles.
335 El rango de análisis puede modificado con la opción -R . El argumento debe ser dado en millas (ó kilómetros si la opción -metric es usada). Si se especifica un rango mayor que el mapa topográfico generado, SPLAT! realizará los cálculos de perdidas Longley-Rice de trayectoria entre todas las cuatro esquinas del área del mapa de predicción.
337 La opción -db permite limitar el máximo de perdidas de la región a ser graficada en el mapa. Pérdidas de trayectoria entre 80 y 230 dB pueden ser especificadas usando esta opción. Por ejemplo si las perdidas por debajo de -140 dB son irrelevantes al análisis que se está realizando, entonces las pérdidas a ser graficadas por SPLAT! pueden ser limitadas a la región de atenuación del contorno de 140 dB como sigue:
339 splat -t wnjt -L 30.0 -s cities.dat -b co34_d00.dat -db 140 -o plot.ppm
342 PARÁMETROS PARA PATRONES DE RADIACIÓN DE ANTENAS
343 Los patrones de voltaje de campo normalizado para planos verticales y horizontales de antenas transmisoras son importados automáticamente dentro de SPLAT! cuando se realizan los análisis de cobertura Longley-Rice. Los datos de los patrones de antena son leídos de un par de archivos que tienen el mismo nombre base que el transmisor y los archivos LRP, pero con extensiones .az y .el, para los patrones de azimut y elevación respectivamente. Especificaciones acerca de la rotación del patrón (si existe) e inclinación mecánica y dirección de la inclinación (si existe) también son contenidos dentro de los archivos de patrones de radiación de las antenas.
345 Por ejemplo las primeras pocas líneas de un archivo de patrón de azimut SPLAT! podrían aparece como sigue (kvea.az):
358 La primera línea de el archivo .az especifica la cantidad de rotación del patrón de azimut (medido en grados desde el norte verdadero en sentido horario) a ser aplicado por SPLAT! a los datos contenidos en el archivo .az . Esto es seguido por el correspondiente azimut (0 a 360 grados) y su asociado patrón de campo normalizado (0.000 a 1.000) separado por un espacio en blanco.
360 La estructura del archivo del patrón de elevación SPLAT! es ligeramente diferente. La primera línea del archivo .el especifica la cantidad de elevación mecánica aplicada a la antena. Note que una elevación hacia abajo (bajo el horizonte) es expresada como un ańgulo positivo, mientras que hacia arriba (sobre el horizonte) es expresada como un ángulo negativo. Estos datos son seguidos por la dirección del azimut de la elevación, separado por un espacio en blanco.
362 El remanente del archivo consiste en los valores de los ángulos de elevación y su correspondiente patrón de radiación de voltaje normalizado (0.000 a 1.000) separados por un espacio en blanco. Los ángulos de elevación deben ser especificados sobre un rango de -10 a +90 grados. Igual que la notación en la elevación mecánica, ángulos de elevación negativa son usados para representar elevaciones sobre el horizonte, mientras que los ángulos positivos representan elevaciones bajo el horizonte.
364 Por ejemplo las primeras pocas líneas de un archivo patrón de elevación SPLAT! podría aparecer como sigue (kvea.el):
377 En este ejemplo, la antena es mecanicamente inclinada hacia abajo 1.1 grados hacia un azimut de 130 grados
379 Para mejores resultados, la resolución de los datos de patrones de radiación debería ser especificados lo mas cerca posibles a los grados azimut, y la resolución de datos del patrón de elevación deverían ser especificados lo mas cerca posible a 0.01 grados. Si los datos del patrón especificado no alcanzan este nivel de resolución, SPLAT! interpolará los valores provistos para determinar los datos en la resolución requerida, aunque esto puede resultar en una pérdida en exactitud.
382 IMPORTANDO Y EXPORTANDO DATOS DEL CONTORNO REGIONAL DE PÉRDIDAS POR TRAYECTORIA
384 Realizar un análisis de cobertura Longley-Rice puede ser un proceso que consuma mucho tiempo, especialmente si el análisis es repetido varias veces para descubrir cuales son los efectos que los cambios a los patrones de radiación de las antenas hacen a la predicción del área de cobertura
386 Este proceso puede ser apresurado al exportar los datos del contorno regional de pérdidas por trayectoria a un archivo de salida, modificar externamente los datos de pérdida por trayectoria para incorporar los efectos de los patrones de antena, y entonces importar nuevamente los datos de pérdidas por trayectoria modificados dentro de SPLAT! para rapidamente producir un mapa revisado de pérdidas por trayectoria.
388 Por ejemplo un archivo de salida de pérdidas por trayectoria puede ser generado por SPLAT! para un sitio de recepción a 30 pies sobre el nivel del terreno, con un radio de 50 millas alrededor del sitio de transmisión para pérdidas por trayectoria máximas de 140 dB, usando la siguiente sintaxis:
390 splat ‐t kvea ‐L 30.0 ‐R 50.0 ‐db 140 ‐plo pathloss.dat
392 Los archivos de salida por pérdidas por trayectoria a menudo exceden los 100 megabytes de tamaño. Contienen la información referentes a los límites de la región que describen seguido por latitudes (grados norte), longitudes(grados oeste), azimut, elevaciones(a la primera obstrucción), y figuras de pérdidas por trayectoria(dB) para una serie de puntos específicos que abarca la región que rodea al sitio de transmisión. Las primeras pocas líneas de un archivo de salida de pérdidas por trayectoria SPLAT! tiene la siguiente apariencia (pathloss.dat):
394 119, 117 ; max_west, min_west
395 35, 33 ; max_north, min_north
396 34.2265434, 118.0631104, 48.171, ‐37.461, 67.70
397 34.2270355, 118.0624390, 48.262, ‐26.212, 73.72
398 34.2280197, 118.0611038, 48.269, ‐14.951, 79.74
399 34.2285156, 118.0604401, 48.207, ‐11.351, 81.68
400 34.2290077, 118.0597687, 48.240, ‐10.518, 83.26
401 34.2294998, 118.0591049, 48.225, 23.201, 84.60
402 34.2304878, 118.0577698, 48.213, 15.769, 137.84
403 34.2309799, 118.0570984, 48.234, 15.965, 151.54
404 34.2314720, 118.0564346, 48.224, 16.520, 149.45
405 34.2319679, 118.0557632, 48.223, 15.588, 151.61
406 34.2329521, 118.0544281, 48.230, 13.889, 135.45
407 34.2334442, 118.0537643, 48.223, 11.693, 137.37
408 34.2339401, 118.0530930, 48.222, 14.050, 126.32
409 34.2344322, 118.0524292, 48.216, 16.274, 156.28
410 34.2354164, 118.0510941, 48.222, 15.058, 152.65
411 34.2359123, 118.0504227, 48.221, 16.215, 158.57
412 34.2364044, 118.0497589, 48.216, 15.024, 157.30
413 34.2368965, 118.0490875, 48.225, 17.184, 156.36
416 No es poco común para los archivos SPLAT! de pérdidas por trayectoria que contengan tanto como 3 millones o más de líneas de datos. Si el archivo es procesado, comentarios pueden ser puestos con un caracter de punto y coma. El editor de texto vim ha probado ser capaz de editar archivos de este tamaño.
418 Note que al igual que el caso de los archivos de patrones de antena, ángulos de elevación negativos se refieren a inclinaciones hacia arriba (sobre el horizonte), mientras que ángulos positivos se refieren a inclinaciones hacia abajo (bajo el horizonte). Esos ángulos se refieren a la elevación para la antena receptora en la altura sobre el nivel del terreno especificada usando la opción -L si la trayectoria entre el transmisor y el receptor no tiene obstrucciones. Si la trayectoria entre el transmisor y el receptor está obstruida, entonces el ángulo a la primera obstrucción es retornado por SPLAT!. Esto es porque el modelo Longley-Rice considera la energía que alcanza un punto distante sobre una trayectoria obstruida como un derivado de la energía dispersada de la punta de la primera instrucción, solamente. Puesto que la energía no puede alcanzar directamente la localización obstruida, el actual ángulo de elevación a ese punto es irrelevante.
420 Cuando se modifican los archivos SPLAT! de pérdidas por trayectoria para reflejar datos de patrones de antena, solo la última columna (path loss) deberían ser enmendados para reflejar la ganacia de antena normalizada en los ángulos de elevación y azimut especificados en el archivo. (Por ahora, programas y scripts capaces de realizar esta operación son dejados como tarea al usuario.)
422 Los mapas modificados de pérdidas por trayectoria pueden ser importados nuevamente a SPLAT! para generar mapas de cobertura revisados.
424 splat ‐t kvea ‐pli pathloss.dat ‐s city.dat ‐b county.dat ‐o map.ppm
426 Los archivos SPLAT! de pérdidas por trayectoria también pueden ser usados para guiar estudios de cobertura o interferencia fuera de SPLAT!
428 ARCHIVOS DE ENTRADA DE TERRENO DEFINIDOS POR EL USUARIO
429 Un archivo de terreno definido por el usuario es un archivo de texto generado-por-el-usuario que contiene latitudes, longitudes, y alturas sobre el nivel de la tierra de características de terreno específica que se cree son de importancia para el análisis que SPLAT! está desarrollando, pero perceptiblemente ausentes de los archivos SDF que están siendo usados. Un archivo de terreno definido-por-el-usuario es importado dentro de un análisis de SPLAT! usando la opción -udt :
431 splat ‐t tx_site ‐r rx_site ‐udt udt_file.txt ‐o map.ppm
433 Un archivo de terreno definido-por-el-usuario tiene la siguiente apariencia y estructura:
435 40.32180556, 74.1325, 100.0 meters
436 40.321805, 74.1315, 300.0
437 40.3218055, 74.1305, 100.0 meters
439 La altura del terreno es interpretada en pies sobre el nivel del suelo a menos que sea seguido por la palabra meters, y es adicionado en la parte superior de el terreno especificado en los datos SDF para la localización especificada.
441 Debe saber que las características especificadas en los archivos de terreno especificados-por-el-usuario serán interpretados como 3-arco segundos en latitud y longitud. Características descritas en el archivo de terreno definido-por-el-usuario que traslapen las características previamente definidas en el archivo son ignoradas por SPLAT!
443 GENERACIÓN DE MAPAS TOPOGRÁFICOS SIMPLES
444 En ciertas ocasiones puede ser deseable generar un mapa topográfico de una región sin graficar áreas de cobertura, trayectorias de línea-de-vista, o generar reportes de obstrucciones. Existen varias maneras de hacer esto. Si se desea generar un mapa topográfico ilustrando la localización de un sitio del transmisor y receptor con un breve reporte de texto describiendo las localizaciones y distancias entre los sitios, entonces, entonces se debe invocar la opción -n como sigue:
446 splat -t tx_site -r rx_site -n -o topo_map.ppm
448 Si no se desea un reporte de texto, entonces debe usar la opción -N :
450 splat -t tx_site -r rx_site -N -o topo_map.ppm
452 Si se omite la opción -o y el nombre del archivo de salida cuando se usan las opciones -n ó -N , la salida será escrita a un archivo por defecto llamado map.ppm en el directorio actual de trabajo.
454 DETERMINACIÓN DE LA ALTURA DE LA ANTENA SOBRE EL PROMEDIO DEL TERRENO
455 SPLAT! determina la altura de la antena sobre el promedio del terreno (HAAT) de acuerdo al procedimiento definido por la Comisión Federal de Comunicaciones. Parte 73.313(d). De acuerdo a esta definición, la elevación del terreno a lo largo de ocho radiales entre 2 y 16 millas (3 y 16 Kilómetros) desde el sitio que está siendo analizado es muestreado y promediado para los azimut cada 45 grados comenzando con el norte verdadero. Si uno o mas radiales caen enteramente sobre el mar o sobre el continente fuera de los Estados Unidos (áreas para las cuales no existen disponibles datos topográficos USGS), entonces esos radiales son omitidos de los cálculos del promedio del terreno. Si parte de los radiales se extienden sobre el mar o fuera de los Estados Unidos, entonces solo la parte de esos radiales que caen sobre la tierra de los Estados Unidos son usados en la determinación del promedio del terreno.
457 Note que los datos de elevaciones SRTM, a diferencia de los antiguos datos 3-arcos segundos USGS, se extienden más allá de las fronteras de los Estados Unidos. Por esta razón, los resultados HAAT, no estarán en fiel cumplimiento con la FCC parte 73.313(d) en áreas a lo largo de la frontera de los Estados Unidos si los archivos SDF usados por SPLAT! son derivados-SRTM.
459 Cuando se realiza análisis punto-a-punto del terreno, SPLAT! determina la altura de la antena sobre el promedio del terreno solo si suficientes datos topográficos han sido cargados por el programa para realizar el análisis punto-a-punto. En la mayoría de los casos, esto será verdadero, a menos que el sitio en cuestión no esté dentro de 10 millas de la frontera de los datos topográficos cargados en memoria.
461 Cuando se realiza el análisis de predicción de área, suficientes datos topográficos son normalmente cargados por SPLAT! para realizar los cálculos del promedio del terreno. Bajo esas condiciones, SPLAT! proveerá la altura de la antena sobre el promedio del terreno, como también el promedio del terreno sobre el nivel del mar para los azimut de 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, y 315 grados, e incluirá dicha información en el reporte de sitio generado. Si uno o más de los ocho radiales caen sobre el mar o sobre regiones para las cuales no existen datos SDF disponibles, SPLAT! reportará sin terreno la trayectoria de los radiales afectados.
463 RESTRINGIENDO EL TAMAÑO MÁXIMO DE UNA REGIÓN ANALIZADA
464 SPLAT! lee los archivos SDF de acuerdo a sus necesidades dentro de una serie de “ranuras” de memoria dentro de la estructura del programa. Cada “ranura” contiene un archivo SDF representando una región de terreno de un grado por un grado.
466 Una sentencia #define MAXSLOTS en las primeras líneas del archivo splat.cpp configura el máximo número de “ranuras” disponibles para los datos topográficos. Esto también configura el tamaño máximo de los mapas generados por SPLAT!. Por defecto MAXSLOTS es configurado a 9. Si SPLAT! produce un fallo de segmentación al arrancar con estos parámetros por defecto, significa que no hay suficiente memoria RAM y/ó memoria virtual (partición swap) para correr SPLAT! con este número de MAXSLOTS. En situaciones donde la memoria disponible es baja, MAXSLOTS pueden ser reducidos a 4 con el entendimiento de que esto limitará grandemente la máxima región que SPLAT! estará habilitado a analizar. Si se tiene disponible 118 megabytes ó mas de la memoria total (partición swap sumada la RAM), entonces MAXSLOTS puede ser incrementado a 16. esto permitirá operaciones sobre una región de 4-grados por 4-grados, lo cual es suficiente para alturas de antenas que excedan los 10,000 pies sobre el nivel del mar, ó distancias punto-a-punto sobre las 1000 millas.
468 GENERACIÓN DE ARCHIVOS DE GEOREFERENCIA
469 Los mapas topográficos, de cobertura (-c), y contornos de pérdidas por trayectoria (-L) generados por SPLAT! pueden ser importados dentro del programa Xastir (X Amateur Station Tracking and Information Reporting), generando un archivo de georeferencia usando la opción SPLAT -geo:
471 splat ‐t kd2bd ‐R 50.0 ‐s NJ_Cities ‐b NJ_Counties ‐geo ‐o map.ppm
473 El archivo de georeferencia creado tendrá el mismo nombre base que el archivo -o especificado, pero con extensión .geo, y permite la apropiada interpretación y presentación de los gráficos .ppm SPLAT! en el programa Xastir.
475 GENERACION DE ARCHIVOS KML GOOGLE MAP
476 Archivos Keyhole Markup Language compatibles con Google Earth pueden ser generados por SPLAT! cuando se realizan análisis punto-a-punto invocando la opción -kml :
478 splat ‐t wnjt ‐r kd2bd ‐kml
480 El archivo KML generado tendrá la misma estructura que el nombre del Reporte de Obstrucciones para los sitios del transmisor y receptor dados, excepto que tendrá una extensión .kml .
482 Una vez cargado dentro del Google Earth (Archivo --> Abrir), el archivo KLM exhibirá las localizaciones de los sitios de transmisión y recepción en el mapa. Los puntos de vista de la imagen serán desde la posición del sitio de transmisión mirando hacia la localización del receptor. La trayectoria punto-a-punto entre los sitios será presentada como una línea blanca, mientras que la trayectoria de linea-de-vista RF será presentada en verde. Las herramientas de navegación de Google Earth la permiten al usuario "volar" alrededor de la trayectoria, identificando señales, caminos, y otras características contenidas.
485 INFORMACIÓN ADICIONAL
486 Invocar SPLAT! sin ningún argumento desplegará todas las opciones de línea de comando disponibles del programa con una breve descripción de cada una de ellas.
488 Las últimas noticias e información respecto al programa SPLAT! está disponible a través de la página web oficial localizada en: http://www.qsl.net/kd2bd/splat.html.
491 John A. Magliacane, KD2BD <kd2bd@amsat.org>
492 Creator, Lead Developer
494 Doug McDonald <mcdonald@scs.uiuc.edu>
495 Longley-Rice Model integration
497 Ron Bentley <ronbentley@earthlink.net>
498 Fresnel Zone plotting and clearance determination
500 KD2BD Software 20 December 2006 SPLAT!(1)
503 Traducción del manual al español por Charles Escobar (chescobar@gmail.com)
projects / debian / splat / blob