Увидеть Землю со спутника? Это доступно! Пока

Дистанционное зондирование Земли — штука сложная и многогранная. Казалось бы: станции слежения, центры управления, аналитические службы… Но кое-что можно сделать и самому. Например — принять изображение с погодного спутника.

Время спутников, которые транслировали изображения в режиме факса, неминуемо уходит. Да что там: уже ушло. Современное поколение техники — цифровое, широкополосное и… мало доступное простому смертному. К счастью для последних, старые миссии ещё живы, и даже исправно справляются со своими задачами. Сложно ли «поймать» такие спутники? Не слишком. Сегодня я об этом и расскажу, не вдаваясь в глубинные детали. Чтобы было за что зацепиться и повторить при желании.

Общие сведения

Пожалуй, самая известная из миссий — серия спутников NOAA, а один из наиболее часто упоминаемых наблюдателей — Hobitus. В этом направлении я и начал копать когда-то, то добиваясь успехов, то терпя неудачи, и пришёл к выводу, что для постоянных наблюдений путь Hobitus-а верный, но если хочется просто заглянуть время от времени, а иногда использовать «железо» для чего-то ещё — то нужно копать в другую сторону. Кое-что из цифровых спутников тоже можно принять, но это несколько сложнее (и об этом немного попозже).
По состоянию на июль 2017-го в строю ещё были NOAA-15, 18 и 19, а самый живой среди них — 19-й, что заметно по картинке. Обновления статусов можно глянуть на официальном сайте POES. Спутники в одной и той же местности можно наблюдать по нескольку раз в день, и поскольку номера 11-12-14-16-17 вышли из строя, цельная картина наблюдений не складывается, в ней есть провалы по нескольку часов. Но это не страшно, если задача просто посмотреть один проход из того, что есть.
Частоты передаваемых сигналов: NOAA-19 — 137,1 МГц; NOAA-15 — 137,62 МГц; NOAA-18 — 137,912 МГц.
Для приёма нужны (как минимум):

  • антенна;
  • приёмник;
  • программы.

Можно было добавить систему наведения — но это требует немалых технических заморочек. Можно было широконаправленную антенну — но сигнал будет очень слабым, и в городе может утонуть в шумах. Мой вариант — выйти на крышу с антенной в руках. Теперь обо всём по порядку.
Приём погодного спутника

Железо

Описание изготовления антенны требует отдельной публикации, поэтому просто дам наводку. Хороший результат у четырёхэлементного «волнового канала» (он же Yagi). Моя версия собрана «на коленке» из бамбуковой палки и стальной проволоки диаметром 3 мм. Для расчёта удобно покопаться в программах Mmana и Galana — даже в демо-версиях есть очень похожие готовые примеры того, что нужно. Среднюю частоту настройки можно взять 137,6 МГц.
Самый правильный вариант приёмника, как мне кажется, — телевизионный USB-тюнер. Аргументы: недорогой, можно просто посмотреть телевизор или послушать радио, а при желании — вообще всё, что есть в эфире, от радиолюбителей до широковещательных станций издалека. Свой «свисток» я перепаковал в латунный экран, чтобы уменьшить различные наводки. Стало лучше, но для поставленной задачи можно обойтись и без этого. Итого: ключевое слово — RTL-SDR dongle. Их много разных, последние «умеют» даже телевидение T2.

RTL-SDR R820TПрограммы

Под Ubuntu Linux хороший результат даёт такая цепочка:

  • трекер Gpredict;
  • радио Gqrx;
  • аудиоредактор Audacity;
  • декодер WxToImg.

Трекер позволяет смотреть графики прохождения спутников, в реальном времени показывает, куда направлять антенну, а ещё — корректирует частоту радио. Дело в том, что на космических скоростях эффект Доплера заметен очень сильно, а значит и отклонения частоты восходящего и заходящего спутника будут порядка тысяч герц.
Радио нужно будет поднастроить. Я выбираю в конфигурации устройства частоту 1536000 Гц и децимацию 32, что даёт частоту дискретизации в 48 тыс. сэмплов в секунду. Режим приёма — WFM (Mono), ширина фильтра — 44 КГц. Этого достаточно, чтобы не прокручивая экран увидеть проход спутника от начала до конца.
Приём выглядит так. Подключен «свисток», к нему антенна, запущены трекер и радио. В радио включено управление по TCP, в трекере указана средняя частота спутника (см. выше), запущено слежение. В радио включаем запись звука. Смотрим на экран, ориентируем антенну туда, где спутник. Радуемся его весёлому пиканию. Вот такая картинка бывает, если он в зените (а обычно похуже):
Screenshot2Проход занимает около 10 минут. Затем записанный звуковой файл нужно доработать в Audacity. Нормируем, сводим стерео в моно, понижаем частоту дискретизации до 11025, сохраняем как 16-битный wav.
screenshot
Открываем WxToImg, грузим звуковой файл — и радуемся результату.
msa-gqrx_20170715_180209_137914746Эта картинка принята с NOAA-18, когда он проходил над Европой. Максимальное восхождение в точке наблюдения (то есть для меня) было чуть больше 15 градусов — от юго-запада до северо-запада я его вёл едва над горизонтом. Расплата дальнего приёма — шумы в начале и конце. Если застать его в зените, да провести как следует, уйдя от помех, — можно увидеть и такое:
msa-gqrx_20160807_124833_137102836Словом, как повезёт. И да, сам спутник передаёт чёрно-белые изображения в видимом и инфракрасном диапазонах. Вся красота — результат программной обработки. Самые показательные режимы — MSA и HVCT, а также просто Thermal.

Цифра

Обещал полслова о цифровом приёме. Да, можно. Но потребуется хороший усилитель сигнала на 137 МГц, иначе не расшифруется ничего. Если прикупить такой к описанному выше железу нежалко — то копать в сторону «Метеор-М2» и LRPT.
Ну, а если описанное выше покажется чересчур сложным — можно просто нагуглить хеш-тэг #чётамсверху, и посмотреть, что я принимал последнее время.


Protected by Copyscape Online Plagiarism Test
Вы не можете высказаться или оставить ссылку здесь...

Обсуждение закрыто.

Powered by WordPress | Thanks to NewWpThemes | Александр Божок