AVERTISSEMENT :
La mise à disposition de cet outil pour le grand public
n'autorise pas les tentatives pour récupérer les
charges utiles de ballons qui atterrissent sur des propriétés
privées , propriétés de l'état, ou
des endroits dangereux . Les trajectoires prévisionnelles
et les zones d'atterrissage ne sont qu'approximatives , un suivi
actif est donc nécessaire pour localiser en permanence
et avec précision des charges utiles lancées.
Balloon Prediction (BP pour les initiés) est
un logiciel gratuit écrit par Allen Jordan (NOAA). Ce logiciel
permet de calculer la trajectoire d'un ballon à partir
de la position de décollage, de profils d emontée
et descente, et du modèle "GFS" prévisionnel
du lieu concerné. Son interface est simple, de bon goût,
et de fait sa prise en main en est facilitée. Voici donc
l'aide qui vous permettra d'être rapidement à même
de faire des prévisions de vols fiables.
Installation de Balloon Prediction
A ce jour, le logiciel version 0.9.3.6 a été installée
et testée par mes soins sur les systèmes d'exploitation
suivants: XP, Windows Seven, Windows 8 et Windows 10. Il doit
fonctionner également sur Vista, je pense. L'installation
se résume à la création d'un répertoire
Balloon Prediction dont vous pouvez choisir le chemin d'installation.
1. Le
téléchargement se passe ici 2.
A partir du serveur FTP, téléchargez le fichier
Balloon Prediction Setup xxx.exe le plus récent, 3. Exécutez le fichier téléchargé, 4. Par défaut un raccourci est installé dans
le menu "Démarrer", ainsi qu'un raccourci sur
le bureau, 5. Vous pouvez choisir le répertoire où sera
installé le logiciel, l'installation est rapide.
Jetons un œil sur les fichiers du répertoire d'installation
En plus des fichiers "dll" et des exécutables,
nous voyons trois fichiers au format "xml". Attardons
nous un petit moment sur ceux-ci, nous serons amenés à
éditer deux d'entre eux, puis les modifier. Rien de sorcier,
je vous rassure, ceci nous aidera à personnaliser nos profils
de vol, nos sites de lancements, nos sites de sondage. Nous reviendrons
plus tard sur la façon de les éditer et de les modifier.
Découvrons l'interface du logiciel
En lançant Balloon Prediction.exe la fenêtre
principale de BP s'ouvre sur l'onglet "Options". Vous
pouvez voir les 4 onglets que nous découvrirons successivement.
L'essentiel se passe sur l'onglet "Options", et le résultat
sera visible sur l'onglet "Map"(carte).
Décortiquons l'onglet "Options"
C'est en fait l'onglet principal où l'essentiel va se passer.
Pas de panique, passées les phases découverte/apprentissage
et personnalisation, il ne vous faudra pas plus d'une minute pour
faire une prévision de vol.
Découvrons les 5 zones principales, chacune regroupant
des fonctionnalités par thèmes :
La zone A, est relative au site de lancement, à
l'altitude d'éclatement, et l'altitude estimée de
la zone de poser.
La zone B, concerne les taux de montée,
de descente que nous pourrons aussi appeler les profils de vol.
La zone C, traite de l'horodatage de la prévision
que nous allons effectuer.
La zone D, permet de lancer deux types de prévisions
basées sur des critères différents, ainsi
que restaurer des valeurs par défaut.
La zone E, est la barre d'état où
seront affichées des informations relatives aux opérations
en cours.
Découvrons à présent l'onglet "Map"
La trajectoire supposée s'affichera sur cette vue de l'onglet
"Map". Cette vue possède une liste déroulante
de cartes "en ligne", deux boutons autorisant à
visualiser la trajectoire dans Google Earth, et d'enregistrer
le tracé au format KML
La vue possède aussi des fonctions de zoom que nous détaillerons.
Rapidement quelques mots sur l'onglet "Data"
Cette vue donne les coordonnées Lat/Lon des points d'éclatement
(burst) et d'impact ainsi que leur distance par rapport au site
de lancement. Vous savez tout sur cette vue, nous n'y reviendrons
pas. La version 0.9.3.6 indique également l'horodatage
de la prévision et du modèle utilisé.
Finissons les présentations rapides par l'onglet "Extra
plots" (Graphes)
Nous verrons en détail sur l'onglet Options, la façon
de rendre actifs ces graphes de température, d'humidité
et, soyons fous, d'ozone ! Chacun sera libre de juger de l'utilité
ou non de ces graphes que nous détaillerons tout de même.
Les fichiers "XML" en détail
Contrairement aux versions précédentes, nous ne
nous attarderons pas sur le contenu des trois fichiers xml présents
dans le répertoire d'installation, j'indique simplement
leur contenu pour information.
Pour ceux qui voudraient éditer ces fichiers, je vous recommande
l'utilisation de Notepad++ qui est un éditeur de texte
orienté "langages de programmation" ; il a l'avantage
de conserver la typographie et l'indentation des fichiers xml.
Le lien ci-dessus pointe directement vers le site de l'éditeur.
L'installation est "propre" !
Ce fichier renferme une succession de sites de sondage. Ces sites
sont listés au sein de "balises" xml, chaque
site étant lui-même encadré par deux balises
(ici, c'est <site> et </site> ). Pour chaque site,
nous trouvons l'identifiant WMO du site de sondage, le code OACI
de l'aéroport, le nom du site, la latitude, la longitude,
l'altitude du site. Aux amateurs avertis, vous pourrez personnaliser ce fichier
à votre guise, à la condition expresse de respecter
la syntaxe propre aux fichiers xml. Notepad++ vous facilitera
grandement la vie, que dis-je, vous la simplifiera !
Il n'est peut être pas utile de conserver tous les sites
américains ou chinois.
Dans ce fichier, ce sont les noms, abréviation, latitude,
longitude, altitude, et aussi l'altitude estimée de la
zone de poser. Le fichier d'origine contenant des sites de lancement
aux Etats-Unis, vous pouvez si vous le souhaiter, le modifier,
mais nous verrons plus loin que la version 0.9.3.6 permet maintenant
de créer ses sites de lancement et de les sauvegarder dans
un répertoire à l'abri d'un écrasement provoqué
par l'installation d'une nouvelle version.
Une base de données de sites de lancement français
et européens a été transmise à l'auteur.
Cette intégration pourrait voir le jour dans les prochaines
releases.
Ce troisième et dernier fichier xml des profils de montée
et de descente, sous la forme de couples de données (altitude
en m, taux de montée ou taux de descente en m/s). Dans
l'exemple ci-dessus (extrait), nous pouvons voir entre les balises
"<ascentList> et </ascentList> ", des altitudes
allant de 2000 à 31000m associées à des taux
de montée. Entre les balises "<descentList>
et </descentList> " nous trouverons la même chose
pour la descente, à la différence que les taux de
descente seront cette fois précédés impérativement
du signe moins.
A partir de cette version 0.9.3.6, nous n'avons plus à
modifier ce fichier au risque de le "casser". Nous verrons
plus loin que l'auteur a prévu la possibilité via
l'interface utilisateur, d'éditer les profils de montée/descente
et encore de les sauvegarder dans un autre répertoire de
façon à ce que ce travail de personnalisation reste
disponible pour les prochaines versions du logiciel.
Le nombre de données présentes entre les balises,
leur justesse, participent à la finesse de la prévision.
Nous verrons aussi qu'il y une autre façon de "travailler"
avec les profils, cela se passe sur l'onglet "Options".
Comment fonctionne Balloon Prediction ?
Pour qu'il puisse calculer une prévision de vol et la
représenter sur une carte, le logiciel a besoin qu'on lui
indique un minimum de données, ce sera notre travail. Il
aura aussi besoin de connaître le modèle météorologique
(GFS) du lieu de lancement, à la date et heure du lancement,
c'est son travail. Pour la carte, c'est son travail également,
nous n'avons pas à nous en occuper, ou si peu !
Prêts pour une première prévision ?
En voiture, direction l'onglet "Options". Voici les
différentes étapes qui vont nous conduire à
établir une prévision de vol d'un ballon.
Les champs de 1 à 6
peuvent être remplis manuellement ou automatiquement:
1. Latitude du lieu de lancement en degrés
décimaux, 2. Longitude du lieu de lancement en degrés
décimaux, 3. Elévation du lieu de lancement
en mètres, 4. Altitude de burst du ballon en mètres, 5. L'élévation approximative
du lieu de poser en mètres. 6. Le nom du site de lancement.
Les champs 1 à 3
et 5 et 6 peuvent
aussi être remplis automatiquement en sélectionnant
un site de lancement dans la liste déroulante 8. Les données extraites du fichier "xml"
viendront remplir ces champs. Il vous reste à renseigner
l'altitude d'éclatement 4
(Cette donnée devrait, dans une prochaine mise à
jour, faire partie des données sauvegardées). A
moins que vous ne chassiez au Mont-Blanc, ce champ 5 ne sera que rarement modifié.
Le bouton 6
ne sera que peu, voire pas utilisé en Europe, dans l'état
actuel du logiciel. Il est, entre nous, inutile. Mais l'indication
qu'il comporte nous sera tout de même très utile,
question de sérénité ! Sur la copie d'écran
ci-dessus, on peut y lire, traduit, "Site le plus proche
: Nimes-Courbessac." Ce sont donc les données de sondage
issues de ce site qui seront téléchargées
et traitées dans le calcul de la prévision de trajectoire.
Dès lors que vous aurez
renseigné manuellement en 1
et 2, les coordonnées géographiques
d'un nouveau lieu de lancement, le logiciel commence le travail,
en cherchant le site de radiosondage le plus proche. C'est là
que vous verrez l'indication portée par le bouton 7 changer. Vous l'aurez compris, il s'agit de travailler
avec le modèle météorologique le plus proche
de notre site de lancement.
Nous avons fait le tour de la première zone de l'onglet
"Options". On continue ?
Non, car dans cette version 0.9.3.6, l'auteur a implémenté
de nouvelles fonctions très pratiques et utiles qui se
cachent derrière les boutons 9
et 10.
On peut maintenant créer un site de lancement personnalisé,
et surtout le mémoriser. Comment ? Il faut simplement remplir
les champs 1 à 5,
donner un nom au site en 6, et cliquer
sur le bouton 9 "Add Default". A partir de
là, votre site de lancement de votre fusée ultra
secrète est créé et sauvegardé dans
un répertoire différent de celui d'installation.
Il s'agit de personnalisation du logiciel, ces données
ne seront donc plus écrasées par une nouvelle version.
Vous l'aurez compris, le bouton 10
permet de supprimer de votre liste "perso", un site
dont vous n'avez plus l'utilité. Cette fonction n'est pas
possible sur la liste jointe à l'installation du logiciel.
Encore un détail pratique concernant ce cadre "Flight
Coordinates and Information". Vos sites persos figurent en
haut de la liste déroulante 8.
Normal, c'est eux que vous utiliserez le plus souvent. C'en est
terminé, nous pouvons passer au cadre "Rise Rate Calculation".
Dans ce cadre "Rise Rate Calculation", nous trouvons
deux tables nommées "Ascent" et "Descent",
avec des boutons "Clear" pour les vider de leur contenu
dans le cas d'une personnalisation par exemple, ainsi qu'une liste
déroulante appelée "Taux par défaut".
On y trouve également comme dans le cadre précédent,
deux boutons "Add Default" et "Remove Default".
Il y a deux façons d'alimenter ces deux tables qui,
et c'est important à retenir, sont au cœur de la
prévision. Et nous allons nous attarder sur ces tables.
Dans l'exemple ci-dessus, les tables ont été alimentées
par des données mémorisées dans un fichier
xml. Prenons un exemple pour expliquer comment va travailler BP,
et commençons par le plus facile, la montée qui
s'effectue le plus souvent à vitesse quasi constante. On
aurait pu dans cet exemple ci-dessous n'avoir que deux points
à 1000 et 31000m et 5m/s. Le résultat serait le
même puisque la vitesse est constante durant la montée.
Mais ce n'est pas forcément toujours le cas.
La table a été remplie
de couples de valeurs de 1000 en 1000 mètres. Le taux est
constant à 5 m/s. Le logiciel va prendre en compte ces
taux et effectuer une interpolation linéaire entre chaque
couple de valeurs. En l'espèce, toutes les valeurs interpolées
seront ici de 5 m/s. Ne souriez pas, ça va se corser. Il
va falloir redescendre sur terre !
Dans la table de descente ci-dessous, on voit un taux de -15m/s
de 20 000 à 15 000m, un taux qui varie entre 15 000m et
5 000m, puis enfin encore un taux constant de -5m/s jusqu'au sol...ou
la mer, c'est selon !
Ici encore, BP va interpoler pour trouver les valeurs intermédiaires.
Le taux à 13 500m sera par exemple de (13+14)/2*1000 =
13 500m. Easy, isn't it ?
20000 -15
19000 -15
18000 -15
17000 -15
16000 -15
15000 -15 <<< Clampage du taux de descente à -15m/s
14000 -14
13000 -13
-
-
- << Interpolation entre les deux clampages
-
8000 -8
7000 -7
6000 -6
5000 -5 << Clampage du taux de descente à -5m/s
4000 -5
3000 -5
2000 -5
1000 -5
0 -5
On a vu là comment BP va traiter le contenu des tables
qui ont été alimentées soit manuellement,
soit par un des profils mémorisés qui a lui-même
été appelé au moyen de la liste déroulante
"Default Rise Rate".
Nous sommes bricoleurs, nous voulons mettre les mains dans le
cambouis et faire jaillir la quintessence du logiciel. C'est possible
en alimentant ou modifiant manuellement les tables.
Cf. l'exemple ci-dessous.
Une chose impérative quelle que soit la façon dont
vous allez alimenter les 2 tables, elles doivent contenir au
moins deux valeurs. Sinon, on ne pourrait plus parler d'interpolation
et vous obtiendriez un message d'injure du logiciel! L'unité
d'altitude est le mètre.
Montée :
Dans l'exemple, BP faire une interpolation des valeurs entre 5
000 et 20 000m, les taux seront donc progressifs de 4.8 à
5m/s. Au dessus la valeur sera constante et prendra la valeur
donnée pour 20 000m, c'est-à-dire 5m/s. Idem en
dessous de 5 000m, ce sera un taux constant de 4.8m/s. ( En régulation,
on appelle cela un clampage, du verbe anglo saxon To clamp ! ).
Descente :
Idem. Vous avez tout compris, je vous laisse faire les calculs.
Il y a trois valeurs ? Eh bien c'est pareil. Interpolation linéaire
entre 4 000 et 5 000m, puis entre 5 000m et 30 000m. Clampage
à -31m/s au dessus de 31 000m. Clampage du taux à
-4m/s en dessous de 4 000m.
Si vous avez modifié manuellement une ou les deux tables
dans cet onglet, sachez que si vous rappelez un profil, le contenu
des tables sera écrasé.
Sachez aussi que le contenu des tables est conservé à
la fermeture du logiciel, qu'elles aient été personnalisées
ou pas.
Nous n'avons pas fait le tour des taux de descente et de montée.
La version 0.9.3.6 apporte encore son lot d'améliorations.
On peut modifier les tables des taux de montée et descente,
c'est à dire créer deux profils de montée
et descente, puis lancer un calcul de prévision. Mais pourquoi
ne pas les nommer dans le champ "Rise Rate Name (Optionnal):"
et les mémoriser via le bouton "Add Default".
La mémorisation se fera également dans un répertoire
sauvegardé dans un répertoire différent de
celui d'installation. Il s'agit de personnalisation du logiciel,
ces données ne seront donc plus écrasées
par une nouvelle version.
Le bouton "Remove Default" vous permettra de supprimer
un profil dont vous n'avez plus l'utilité. Il faut au préalable
l'avoir appelé depuis la liste déroulante.
Encore un dernier détail apparu avec cette version, et
qui a son utilité. Lorsque vous redimensionnez la fenêtre
du logiciel, les deux tables "Montée" et "Descente"
sont également redimensionnées en heuteur, mais
pas le reste!! C'est fort utile pour travailler confortablement
à l'édition des tables.
Ça vous a paru compliqué
? Vous verrez, d'un, que vous utiliserez généralement
les profils enregistrés. Et de deux, qu'il peut être
intéressant pour des tests, etc… de manipuler les
tables. En tout cas, c'est ce qui vous permettra de peaufiner
vos profils personnalisés.
Comment supprimer des lignes dans les tables ? La version 0.9.3.6
voit apparaitre deux boutons "Clear" qui permettent
de "vider" une table et la re-remplir manuellement avant
une sauvegarde par exemple.
Vous pouvez aussi comme dans un
tableur :
- Effacer ligne par ligne en cliquant dans l'entête de rangée,
et par appui sur la touche "Suppr."
- Effacer plusieurs lignes adjacentes en faisant une sélection
continue. On sélectionne une ligne, appui sur shift, et
sélectionner une autre ligne quelconque. Ce qui sera entre
ces deux lignes sera sélectionné et pourra être
supprimé par "Suppr.".
- Faire une sélection discontinue en sélectionnant
une première ligne, puis on garde appuyé la touche
Ctrl, et on sélectionne une par une les lignes à
supprimer. L'appui sur la touche "Suppr." effacera les
lignes sélectionnées.
Avec un peu d'habitude vous jonglerez
avec la personnalisation des profils de descente et de montée.
Encore une fois, l'utilisation courante se fait avec le contenu
des tables et est très rapide.
Sans jeu de mots, il est "temps" de parler d'horodatage
La liste déroulante "Prediction Date" fera apparaître
un calendrier dans lequel vous sélectionnerez la date de
lancement de votre fusée ultra secrète qui devra
à son retour répandre le bonheur sur terre. L'heure
du vol sera fixée via la liste déroulante "Prediction
Hour".
La liste déroulante "Select System Time Zone"
vous autorise a choisir un fuseau horaire quelconque. Le bouton
"Use Current Time Zone" appellera l'heure locale de
votre fuseau horaire.
Attention donc à utiliser le bon horodatage.
Bug ? Sur XP la liste des heures ne se déroule pas complètement,
il y a un ascenseur. Sur Seven, Windows 8 et 10, c'est bon.
Il est maintenant temps de donner l'ordre à BP d'effectuer
les opérations.
Avant d'admirer notre œuvre, il y a deux ou trois petites
choses à savoir. En bas à gauche de cet onglet,
il y a un bouton "Defaults" qui va ramener à
la configuration d'origine. Rassurez-vous, votre travail de personnalisation
est conservé.
La case à cocher "Get
Extra GFS Data for Ploting" est une coche optionnelle. Le
logiciel téléchargera en plus, des données
de température, humidité et ozone qui serviront
à animer les graphes. Cf. l'onglet "Extra Plots".
Cette option n'est en rien nécessaire à l'élaboration
d'une prévision.
Viennent deux boutons qui vont déclencher les calculs
et la présentation du résultat. Ils méritent
une explication car de toute évidence, il y a un choix
qui, rassurez vous, ne sera pas cornélien.
Make Prediction: GFS Model
Par ce choix qui sera le choix le plus courant, BP va d'abord
télécharger le modèle météorologique
(GFS model) en adéquation avec le lieu de lancement. Ces
modèles sont élaborés internationalement
toutes les 6 heures. BP va donc se servir, intégrer l'heure
prévisionnelle du lancement et calculer une prévision
en fonction des éléments fournis via l'onglet "Options"
Make Prediction: Actual Winds
Au lieu de prendre le modèle GFS comme base, c'est cette
fois les vents qui ont été enregistrés par
le site de sondage le plus proche. Cf. le bouton 7 (Closest Site……………)
Vous voyez donc deux approches possibles à utiliser dans
des contextes différents bien entendu. Par exemple, n'essayez
pas de faire une prévision à trois jours avec les
vents actuels comme base de calcul, le modèle GFS est là
pour ça...
Youppie, la prévision est faite, passons à l'exploitation
des résultats.
L'exploitation des résultats
Oh que c'est beau ! On a quitté automatiquement l'onglet
"Options" pour celui de la carte "Map"
On y voit un profil de montée en rouge suivi, parce qu'on
est sur terre avec sa gravité, d'une descente en violet.
Trois punaises matérialisent les trois points caractéristiques
du vol. Point de départ, point de poser et point d'éclatement.
Ces punaises sont sensibles au survol de la souris et donnent
quelques indications.
On y trouve aussi une liste déroulante permettant de choisir
une carte plutôt qu'une autre. J'ai oublié de dire,
vous l'aurez deviné, il faut être connecté
à Internet pour faire une prévision.
En bas à gauche un bouton permet de visualiser la trajectoire
en 3D dans Google Earth, le second permet de générer
un fichier de type "kml" qui pourra aussi être
relu dans Google Earth ou tout simplement partagé avec
une autre personne par pigeon voyageur par exemple.
Deux boutons "+" et "-" servent à zoomer
sur cette carte. Plus facilement, vous zoomerez à l'aide
la molette de la souris.
Vous pouvez déplacer la trace (et le fond) par un clic
maintenu et déplacement. Et enfin, comme vous avez un très
grand écran, vous pouvez agrandir la fenêtre par
un clic maintenu sur les bords et déplacement. Ou encore
par un double clic sur la barre de titre de la fenêtre.
Vous savez tout sur cet onglet "Map". Non, encore une
chose apparue avec la version 0.9.3.6. Le choix de cartographie
que vous ferez sera mémorisé pour la prochaine utilisation.
Encore merci à l'auteur!!
L'onglet Extra Plots
Les trois graphes (température, humidité et ozone)
ne seront générés que si la case à
cocher "Get Extra GFS Data for Ploting" a été
cochée avant de lancer la prévision.
Sur l'exemple on a en abscisse la température (°C),
en fonction de l'altitude en ordonnée (m x 1000). Vous
pouvez zoomer sur le graphe et dé-zoomer (molette de la
souris). Via le clic droit un certain nombre d'actions sont possibles,
je vous laisse les découvrir, elles sont intuitives.
La barre d'état inférieure.
Durant les téléchargements et calculs, vous verrez
les indications changer. Le logiciel indique simplement ce qu'il
fait en lieu et place d'un bête sablier.
Il y a d'abord téléchargement des données
du modèle météorologique, puis des données
supplémentaires si vous avez choisi d'animer les graphes,
et vient ensuite un message comme dans l'exemple ci-dessus qui
nous indique que voici une belle trace de prédiction avec
son horodatage, qu'elle est basée sur le jeu de données
du modèle global avec son horodatage également,
et que les calculs ont été faits pour une période
autour de 8h00 après que ce modèle ait été
rendu disponible. On voit qu'il s'agit du modèle de 00Z,
notre prédiction est pour 08Z, d'où les " +
8 hours out".
Dernière indication, les données météo
entrant dans la composition du modèle téléchargé
n'ont pas dépassé les 31237m. Si vous élaborez
un vol au-delà de cette altitude, une imprécision
(petite) verra le jour pour la partie de vol au-delà de
cette altitude indiquée.
Conclusions
On en a terminé avec la présentation du logiciel
Balloon Prediction (Version 0.9.3.6) de Allen Jordan de la NOAA.
Vous avez vu qu'après une phase de personnalisation, l'essentiel
est dans l'onglet "Options". Si vous faites des prévisions
régulièrement pour un même site, vous n'aurez
que l'horodatage du vol à ajuster.
Avant de lancer la prévision, prenez quelques secondes
pour vous poser les questions suivantes:
Mes données de base sont-elles bonnes? (cadre A)
Mon site de sondage le plus proche est-il le bon? (Cadre A)
Ai-je bien choisi le bon profil de montée/descente? (Cadre
B)
L'horodatage de la prévision est-il correct? (Cadre C)
Oui ? Alors Let's Go. Bonnes prévisions. J'espère
que comme moi, vous prendrez du plaisir à utiliser ce logiciel
tout en un, qui donne de très bons résultats.
