Format de données INTERMAGNET IMFV2.83

Note : Le contenu suivant décrit le format d'un fichier. Si vous utilisez un lecteur d'écran, vous pouvez avoir des difficultés à lire ce contenu. Pour toute assistance, s'il vous plaît contacter le webmestre.

Le format INTERMAGNET de transmission des données transmises par satellite définit la structure des 126 octets utilisés pour transmettre l'information depuis un observatoire. Les utilisateurs de METEOSAT qui transmettent une fois par heure enverront donc 5 blocs IMFV2.83 de 12 minutes de données . Les utilisateurs de GOES enverrons à 12 minutes d'intervalle un bloc de données IMFV2.83 codé en NESS-BINARY (189 octets). L'ordre de transmission vers le satellite se fait en séquence: d'abord l'octet de plus faible poid et ensuite l'octet de plus fort poid.


En-tête (12 Octets)

Indication de la date                              Numéro de l'octet

Jour (1-365/366)                           12 Bits  1 - 3 *
Heure du jour (0 - 1439)                   12 Bits  1 - 3 *

                                                           

Compensation pour C1                        8 Bits  4

Compensation pour C2                        8 Bits  5

Compensation pour C3                        8 Bits  6

Compensation pour C4                        8 Bits  7

                                                           

Marque numéro 1                             8 Bits  8

Marque numéro 2                             8 Bits  9

                                                           

Identification:                                            

Colatitude en 1/10 de degrés (0 - 1800)   12 Bits  10 - 12 *

Longitude Est en 1/10 de degrés (0 - 3600)12 Bits  10 - 12 *


Espace libre (8 octets)


Ligne de base (BRM) ou Espace libre (10 octets)


Valeurs minute (96 octets)

C1 pour l'échantillon 1                     16 Bits  31-32

C2 pour l'échantillon 1                     16 Bits  33-34

C3 pour l'échantillon 1                     16 Bits  35-36

     .                                         .       .

     .                                         .       .

     .                                         .       .

C1 pour l'échantillon 12                    16 Bits   119-120

C2 pour l'échantillon 12                    16 Bits   121-122

C3 pour l'échantillon 12                    16 Bits   123-124

C4 pour l'échantillon 12                    16 Bits   125-126



* Voir codage de l'en-tête


Signal 1

MSB  (8) & (7) Codage de l'orientation  0:  X,Y,Z

                                        1:  H,D,Z

                                        2:  D,I,F

                                        3:  Autres

 Codage de l'orientation  Composante   Composante   Composante   Composante

                              1            2            3            4

           0                  X            Y            Z            F

           1                  H            D            Z            F

           2                               D            I            F

           3                .           .  (Autres)  .           .



     (6)  Facteur d'échelle pour X ou H

     (5)  Facteur d'échelle pour Y ou D

     (4)  Facteur d'échelle pour Z ou I

     (3)  Facteur d'échelle pour F

     (2)  Filtrage   0:  Filtre approuvé par INTERMAGNET 

                     1:  Filtre non approuvé
                    Voir INTERMAGNET terminology "filtering"

     (1)  Possibilité d'alerte -- Les IMO on la possibilité de détecter des évènements magnétiques

 		si ce signal est mis à 1.

                           0:  non actif

                           1:  actif

                            

       MSB                                                             LSB   

                                                                  

                         Facteur   Facteur   Facteur   Facteur         possibilité             

Codage de l'orientation d'échelle d'échelle d'échelle d'échelle Filtre   d'alerte 

                                                                  

        8        7          6         5         4        3        2        1

Signal 2

MSB  (8)  Début d'orage soudain détecté (ssc)
     (7)  Orage en cours -- Un orage est en cours si le niveau de

          l'activité magnétique est équivalent à K>4 depuis plus d'une heure.

          Le signal doit être remis à zéro quand le niveau équivalent
          de l'activité passe a K<4



IMFV2.83 Codage de l'en-tête

Dans le format IMFV2.83, la date et l'identification du site sont codés sur 3 octets formés à partir de 12 bits dont la combinaison est décrite ci-dessous :

Date en entrée                                          Codage en sortie

Les 8 bits les moins significatifs du jour              Octet 1
Les 8 bits les plus significatifs du jour               Octet 2, les 4 bits les moins significatifs
Les 8 bits les moins significatifs de la minute         Octet 2, les 4 bits les plus significatifs
Les 8 bits les plus significatifs de la minute          Octet 3



Identification du site en entrée                        Codage en sortie

Les 8 bits les moins significatif de la colatitude      Octet 10

Les 8 bits les plus significatifs de la colatitude      Octet 11, les 4 bits les moins significatifs

Les 8 bits les moins significatifs de la longitude Est  Octet 11, es 4 bits les plus significatifs

Les 8 bits les plus significatifs de la longitude Est   Octet 12





Exemple:

	La date pour le jour 30 et la  684 doit être codée ainsi :



Champ en entrée



     msb                               lsb

     11 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1  0



      0  0  0  0  0  0  0  1  1  1  1  0    Jour    30   0 1 E (premier item)

      0  0  1  0  1  0  1  0  1  1  0  0    Minute 684   2 A C (second item)



Champ de sortie codé



                 Octet 0            Octet 1              Octet 2



Binaire		0001 1110          1100 0000           0010 1001

HEX               1   E              C    0              2    A

		8 lsb Jour          4 lsb Minute        8 msb Minute

                                          4 msb Jour



Les trois octets codés pour cet exemple devront être : 1ECO2A.

IMFV2.83 codage de données

Compte tenu de la bande passante du canal du satellite de communication GOES qui impose des blocs de transmission d'un maximum de 126 octets de données toutes les 12 minutes à partie d'un observatoire magnétique INTERMAGNET (IMO). Pour conserver les octets, chaque mesure de composante du champ magnétique est représentée en utilisant seulement deux octets, à la réception, ils sont combinés avec les indications de l'en-tête afin d'être codés sur trois octets aux Centres d'information géomagnétiques (GIN). Toutes les valeurs du champ magnétique sont exprimées en dixième de nT à moins qu'une note précise une différence. La résolution des mesures est de 1/10nT ainsi sur 16-bit on peut représenter 216 = 65536 1/10nT (6553.6 nT) compte tenu de la dynamique d'un bloc de 12 minutes dans le format IMFV2.82 . Ceci peut être insuffisant dans le cas d'orages magnétiques en certaines parties du Globe, mais, le schéma de codage offre la possibilité de réduire la sensibilité des mesures dans le cas ou nous sommes en présence d'une grande excursion. Le codage des données INTERMAGNET permet une valeur de compensation (OFF) et un bit de signal pour le facteur d'échelle (SF) pour chaque composante, aussi bien que pour le codage des valeurs minutes individuelles. La compensation OFF et le bit de signal pour le facteur d'échelle (SF) sont à appliquer sur toutes les valeurs de la composante dans un bloc de 12 minutes de données au format IMFV2.83.

Définition des termes utilisés par la suite :

Data(i)   Ensemble des valeurs minutes mesurées en 1/10nT

Dpos(i)   Valeurs minutes décalées de 1048576 pour être positives

Dmax      Valeur maximum de Dpos(i) pour une composante donnée dans un bloc IMFV2.83

Dmin      Valeur minimum de Dpos(i) pour une composante donnée dans un bloc IMFV2.83

OFF       Valeur de compensation

BF        Facteur systématique = 8192

SM        Multiplicateur du facteur d'échelle pour les données codées

SF        Signal du facteur d'échelle pour les données codées

E(i)      Ensemble des valeurs minutes codées

Les nombres utilisés dans cet algorithme de codage ont été choisis afin de permettre des opérations arithmétiques simples :


	8192    = 213

	57344   = 216 - 213

	1048576 = 220

	2097151 = 221 - 1

Le codage d'un bloc de 12 minutes au format IMFV2.83 commence par l'adition de la constante 1048576 1/10 nT à chaque valeur minute Data (i) pour former le nouvel ensemble Dpos(i) dont toutes les valeurs seront toujours positives.


         Dpos(i) = Data(i) + 1048576                   (1)

Les valeurs limites de cet ensemble(i) sont 0 et 2097151 1/10 nT. Une valeur de compensation (OFF) est ensuite calculée, pour chaque composante, à partir de l'ensemble Dpos(i) en utilisant la valeur minimum de chaque composante : Dmin.


        OFF = INT (Dmin/BF)                            (2)

Dans cette formule INT représente l'entier tronqué après division. La valeur de compensation OFF pour chaque composante peut-être n'inporte quell valeur comprise entrev0 et 255 et la valeur de compensation OFF pour chacune des quatre composantes est enregistrée dans les octets 4,5,6,7 de l'en-tête pour être utilisé dans le décodage des données après réception dans le GIN. Un multiplicateur d'échelle pour chaque composante est alors calculé :


         SM = INT ((Dmax - OFF*BF)/57344) + 1          (3)

L'algorithme de codage produit un SM dont la valeurs est conditionnée par l'amplitude de l'ensemble Dpos(i) à l'intérieur d'un groupe de données. Dans cette application du format IMFV2.83, en pratique SM est cependant limité aux valeurs 1 ou 2. Le format IMFV2.83 ne réserve qu'un signal d'un bit par composante pour coder cette information. Ces signaux sont dans les bits 6,5,4,3 de l'octet 8 de l'en-tête, appelé signal du facteur d'échelle pour les données (SF). Le bit de signal SF=0 représente SM=1, quand les données codées sont considérées à une sensibilité normale (1 1/10nT/bit). La valeur SM=1, signifie que la dynamique admise dans le bloc de données et au moins 49152 1/10nT (= 57344-BF) et au plus 57344 1/10nT, selon la valeur de Dmin par rapport à la quantité OFF*BF. Le bit de signal SF=1 représente SM=2, quand les données codées sont considérées à une sensibilité normale (1 1/10nT/bit). La valeur SM=2, signifie que la dynamique admise dans le bloc de données et au moins 106496 1/10nT (= 2*57344-BF) et au plus 114688 1/10nT (= 2*57344), selon la valeur de Dmin par rapport à la quantité OFF*BF. Le valeurs codées sont alors calculées selon la formule :


        E(i) = INT((Dpos(i) - OFF*BF)/SM)              (4)

et enregistrées dans les octets 31 à 126. A la reception des données dans les GIN, les valeurs sont décodées suivant la formule :


        Data(i) = E(i)*SM + OFF*BF - 1048576           (5)

Cette reconstitution es exacte pour SM=1 mais arrondie à plus de 2 1/10nT pour les rares occasions pour lesquelles nous avons SM=2.

Les formules de codage et de restitution est données peut-être résumée ainsi :


        Dpos(i) = Data(i) + 1048576                    (1)

        OFF = INT (Dmin/BF)        (BF=8192)           (2)

        SM = INT ((Dmax - OFF*BF)/57344) + 1           (3)

        E(i) = INT((Dpos(i) - OFF*BF)/SM)              (4)

        Data(i) = E(i)*SM + OFF*BF - 1048576           (5)



	Les signaux de facteur d'échelle sont positionnés ainsi :

	SF     SM

	0       1

	1       2



NOTE: E(i) mis à 65535 (FFFF hex) signifie une donné manquante ou non significative.


Valeur minute         Donnée décalée     compensation


Data (i)                  Dpos(i)            OFF        OFF*BF



          (1/10nT)                           255      2088960    



                                          .           .       



                                          .           .       



                                          .           .       



                                          .           .       

                                                           

                   +- 2097151 -+        +-16       131072     

                   |           |        |              

                   |           |        | 15       122880       

                   |           |        |              

                   |           |        | 14       114688       

                   |           |        |              

                   |           |        | 13       106496      

                   |           |        |              

                   |           |        | 12        98304       <---+

 		   |	       |	|		    <-Dmax  |

		   |	       |	| 11	    90112	    |

		   |	       |	|			    | Span

		   |	       |	| 10	    81920	    | for

 		   |	       |	|			    | sm=1

		   |	       |	|  9	    73728 	    |

		   |	       |	|			    | =57344

1048576<--+   +->  |  1048576  |    +-->|  8        65536           |

          |   |    |           |    |   |                           |

          |   |    |           |    |   |  7        57344           |

          |   |    |           |    |   |                           |

          |   |    |           |    |   |  6        49152           |

          |   |    |           |    |   |                   <-Dmin  |

 	  |   |    |	       |    |	|  5	    40960	 <--+

 	  |   |    |	       |    |	|

 	  |   |    |	       |    |	|  4	    32768

	  |   |    |	       |    |	|

	  |   |    |	       |    |	|  3	    24576

	  |   |    |	       |    |	|

	  |   |    | 	       |    |	| 2	    16384

	  |   |    |	       | -+ |	| 

	  |   |    |	       |  +-+   | 1	     8192

	  |   |    |	       |    |   |

0	  | --+    +--   0    -+   -+	+-0		0 

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

	  |

 1048576 -+ 

Il y a aussi des exemples de données codées en utilisant le format IMFV2.83.