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DIY天線+SDR+GNURadio實現低成本接收解碼韓國GK-2A氣象衛星信號

來源:本站整理 作者:佚名 時間:2020-02-06 TAG: 我要投稿

這幾年玩了很多種 SDR 開發板,春節封路,在家閑著沒事,也在嘗試著玩各種天線,分析解碼不同協議的無線信號,以此打發時間。
上學的時候,玩過一段時間的電視衛星(中六、亞太五),介于氣象衛星和電視衛星存在一些相通性,便在近期開始嘗試接收、解碼氣象衛星信號。
國家級衛星地面站往往占地十幾公頃,投入數千萬進行建設、安裝、調試。作為火腿一枚通信愛好者來說,往往很難拿出這么多錢燒這個愛好。這個時候軟件無線電低成本的優勢就凸顯了出來。我們可以通過現有的SDR 硬件加上DIY 制作特定的天線,便可以花費幾百上千塊錢實現接收、解碼氣象衛星的信號。

老撾萬象衛星地面站

武漢大學詩琳通地球空間信息科學國際研究中心THEOS遙感衛星地面站
在韓國國家氣象衛星官網(NMSC)可以查到很多GEO-KOMPSAT-2A衛星(簡稱GK-2A)的詳細資料,包括射頻參數 。
GK-2A部分參數:

傳輸示意圖:



0×01 硬件:
前期相關資料、參數的收集整理基本上都可以通過上面的方法來完成,后面我們則考慮怎么接收、解碼衛星的信號。
接收、解碼這一步必不可少的是天線、SDR 硬件、SDR 軟件。另外,因為氣象衛星在很高很遠的地方,當信號通過無線傳輸到地面的時候其信號強度往往已經微乎其微,所以我們需要通過低噪音放大器(low-noise amplifier 簡稱 LNA) 將信號放大,以便電腦識別、處理。
在這里用到了:
SDR:RTL-SDR v3 、Airspy Mini
LNA:Nooelec’s SAMbird+GOES
2.4GHz網格天線 + 買投影or買相機送的三腳支架
天線是從淘寶買的 2.4Ghz放大WiFi 信號的接收設備,雖然頻率是 2.4Ghz,但是國內外很多火腿用這款天線接收1.7Ghz 左右的衛星信號。
花了半天時間拆快遞、組裝天線,裝完后:

上面的圖是室內,在室外接收的時候需要調整天線,修正垂直、水平極化方式:

SDR+LNA特寫:

0×02 Windows
安裝 GNURadio
wget http://www.gcndevelopment.com/gnuradio/downloads/installers/v1.6.0/gnuradio_3.7.13.5_win64.msi
安裝 Python3.7
wget https://www.python.org/ftp/python/3.7.5/python-3.7.5-amd64.exe
安裝依賴庫
pip install pycryptodome
pip install jdcal

啟動 GNURadio 執行LRIT Demod.grc流圖:

運行xritdecoder.exe、運行UDP-bridge.bat、運行xrit-rx.bat:

@usa_satcom  有寫一些氣象衛星解碼用的軟件,如 XRIT_Decoder 、XHRPT decoder ,本來打算找作者購買軟件授權 License key,結果被告知軟件不向中國用戶提供購買服務… 這里猜測應該是之前有國內用戶試用他的軟件,在 30 天試用期內破解了作者的軟件然后在網上宣傳,最后導致作者拒絕向國內用戶提供軟件下載和購買使用。后面改用 Linux 進行解碼。
0×03 Linux Ubuntu 16.04
安裝依賴:
sudo apt-get install -y \
  build-essential \
  cmake \
  git-core \
  libopencv-dev \
  zlib1g-dev
安裝RTL-SDR驅動:
git clone https://github.com/osmocom/rtl-sdr.git
cd rtl-sdr
mkdir build
cd build
cmake ../ -DINSTALL_UDEV_RULES=ON
make -j8
sudo make install
sudo ldconfig
cd ../..
安裝AirSpy驅動:
git clone https://github.com/airspy/airspyone_host
cd airspyone_host
mkdir build
cd build

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