在自家接收 NOAA 气象卫星云图

February 3rd, 2016

之前在 Youtube 上偶然看见有人用一根电视棒就能接收到 NOAA (美国国家海洋和大气管理局)的卫星云图,很高大上很好玩的感觉。我在好奇心的驱使下查了很多有关的资料,了解到这是基于 SDR (软件定义无线电)技术实现,而接收设备真的只需要一根电视棒+一条普通天线而已。

接着当然是要到万能的淘宝去搜刮器材了。不幸的是,因为众所周知的原因,电视棒这个关键词被哔了,但通过 RTL-SDR 关键词还能搜到一大堆,价格也大多在几十块左右,还算可以接受。

RTL-SDR 的具体含义可以通过传送门 http://rtlsdr.org 进行参阅。

因为我还想鼓捣其他一些东西,所以买了个 ¥200+ 的简易 SDR 接收机,在此说明一下,如果单纯想要接收无线电、调频广播、公众对讲机信号的话,一个几十块的电视棒是完全足够的了。下面是我的器材们的合影。

Device.jpg

为了节省各位的流量,对于安装驱动程序等一些步骤就不多说了,直接开始激动人心的鼓捣环节吧。

安装依赖软件

SDR#: 用来将电视棒收到的无线电信号解调成声音信号。

WXToImg: 用来将声音信号解码成图像。

Virtual Audio Cable: 虚拟声卡驱动,可以将电脑的声音转到虚拟声卡播放,使 WXToImg 能实时捕获到声音信号。

等待卫星过境

用卫星轨迹追踪软件,我用的是已有多年历史的 Orbitron,预测卫星进入可视范围的时间,并提前准备。

在等待卫星过境时,最好先设置好 SDR# 的解调参数,使用 WFM (宽带调频) 模式, Bandwidth (频宽) 一般可设置为 30000,然后将接收频率调到与卫星一致,不同卫星的频率一般不同,具体可到网上查找,例如今天接收的 NOAA-15 卫星就大约是 137.6200 Mhz

Radio.png

接着在系统的音频设定中将 默认播放设备和录制设备 设置为虚拟声卡。要注意一点,完成此设置后电脑的扬声器会没有声音,所以之后记得切换回扬声器。

然后打开 WXToImg,顶部菜单 Options -> Recording Options 进入 录制设定界面 ,将 Soundcard (声卡) 设置为虚拟声卡。

Record_Options.png

之后到 Options -> Ground Station Location ,将 地面站位置经纬度 设置为自己所处位置。
最后,菜单 File -> Record -> Auto Record ,即可开始自动录制声音。

开始接收信号

卫星过境时,信号强度一般会随着仰角的增大而逐渐增强,建议按照追踪软件显示的实时卫星位置慢慢调整天线角度,以求最佳接收效果。

Satellite.jpg

Recording.jpg

Recording_2.jpg

毕竟因为一直很穷的原因,我并没有配备导星仪一类昂贵的设备,所以全程都是用手拿着天线去调整角度的,而且我这个天生手残党有的时候难免会对不准,因此图像上就会有那些迷の花纹出现啦。

注意,卫星在过境的过程中,会出现多普勒频移现象,信号频率会逐渐轻微地偏离起初的中心频率,因此需要适时校正接收频率。

解码及生成图像

接受结束后,WXToImg 显示的只是 Raw Image (原始图像),需要点击菜单 File -> Decode ,进行解码操作,然后点击 File -> Auto Process 进行自动处理,操作完成后会生成 MCIR、MSA、HVCT 等多种通道的图像。

Saved_Images.jpg

最后,如果你还想知道 NOAA-15 的信号听起来怎么样的话,下面我截取的一小段音频应该可以满足你的好奇心,是很有节奏感的哦(请忽略轻微的爆豆音)~

本文共有 26 则回复
  1. belives belives 回复

    你好,这个收一次需要多久呢?

    1. Wis Chu Wis Chu

      大概5到10分钟左右。

  2. 小张 小张 回复

    我也打算搞一个,打算买一个手台和八木天线可行吗

    1. Wis Chu Wis Chu

      用手机先给手台录音,然后再用电脑解码录到的音频应该可行。

  3. FM调制(一)安装使用gqrx R11; 旧梦与新思 回复

    [...]Discover devices attached to the computer.Process I/Q data from the supported devices. I/Q是一个射频信号,在极坐标上可以用振幅和相位来表示,在直角坐标上可以用X和Y的值来表示。但在数字通信系统中,一般X用I来代替,表示同相,而Y用Q来代替,表示90°相位。Change frequency, gain and [...]

  4. Ivan Ivan 回复

    一个吸盘天线就能收到信号???

    1. Wis Chu Wis Chu

      可以的,不过就是容易丢信号,要不断找最佳接收位置。

  5. sky sky 回复

    大佬,用对讲机的话是不是频宽不够啊。
    我想先用对讲机录下声音,然后在电脑解码。

    1. Wis Chu Wis Chu

      对讲机应该也可以,你可以试试。不过,我只见过朋友收 ISS SSTV 的时候录下对讲机声音然后放进电脑解码,图像还是挺清晰的。

  6. shxyke shxyke 回复

    理论上打卫星用电视棒加个八木天线之类的应该就没问题了吧,想要入门,不知道该怎么开始

    1. Wis Chu Wis Chu

      是的,用八木天线的效果肯定会比全向天线好。
      入门的话我是从SDR开始玩起的,感觉配合相关图形化工具可以比较直观地认识无线电各种属性。

  7. 心灵博客 心灵博客 回复

    看起来很好玩。很多年前读书的时候我也是无线电迷,不过后来基本都没接触过了。

    1. Wis Chu Wis Chu

      其实我现在玩得也没以前多了,也就偶尔打下卫星这样子

  8. Fate Fate 回复

    你这干扰比我还大,我是用自制的四臂螺旋天线,书上说全向增益3DB,希望能与你们交流

    1. Wis Chu Wis Chu

      因为我当时是直接用商家赠送的小天线,接收质量的确不是太好,其实当时也想过自制天线,不过考虑到制作流程比较麻烦,就先将就着用了 233333

  9. Fate Fate 回复

    天线换四壁螺旋天线

    1. Wis Chu Wis Chu

      你的天线是DIY的吗?

    1. Wis Wis

      其实我一开始也觉得挺6的,但玩起来之后会觉得很简单的啦~

    1. Wis Wis

      操作起来其实也不难的

  10. kn007 kn007 回复

    看图片有种不明觉厉的感觉。。。

    1. Wis Wis

      其实真的超简单的啦,实际操作一次你就懂啦

  11. Ben Ben 回复

    打开了新世界的大门

    1. Wis Wis

      从此开始进军无线电领域(咦惹~