业余卫星通信入门(一)
一、业余无线电通信卫星和业余卫星通信
业余卫星计划始于 1961 年 OSCAR(第一颗搭载业余无线电的绕轨卫星,OSCAR 是其首字母缩写词)的设计和发射。最初的 OSCAR项目组负责前4颗业余卫星。1969年,业余无线电爱好者卫星公司(AMSAT)在美国成立。随后,阿根廷、澳大利亚、巴西、智利、 丹麦、德国、意大利、印度、日本、韩国、马来西亚、新西兰、葡萄牙、俄罗斯联邦(前苏 联)、南非共和国、西班牙、瑞典、土耳其和英国等其他国家先后成立了各种组织,中国业余卫星组织(CAMSAT)负责我国的业余卫星事业。除部分例外外,这些卫星均由获得执照的业余无线电爱好者建造,其中就包括大学学生。除初的 AMSAT 组织外,近期微卫星和微小卫星(如 Cubesat)的发展已导致大学和其他组织越来 越多地开发和发射业余卫星。
绝大多数卫星属于低地球轨道(LEO)类型。也一些设计用于大椭圆轨道(HEO)。由于成本问题,曾经在卫星业余业务中没有对地静止轨道(GSO)卫星,但目前已经有了首颗QO100地球静止轨道业余卫星。在卫星业余业务中开发的技 术已直接应用到商业 LEO卫星系统中,且卫星业余业务已成为设计工程人员的培训平台。
为了协调无线电频率资源,联合国的专业机构国际电信联盟(ITU)根据不同的用途把全世界无线电通信划分为43种业务,业余无线电通信被称为业余业务。业余业务是指经过正式批准的、对无线电技术有兴趣的人进行自我的训练、相互通信和技术研究的无线电通信业务,其通信活动纯系个人爱好而不涉及谋取商业利益。国际电信联盟在1971年的世界无线电行政大会上将业余卫星通信作为正式的无线电通信业务之一列入《无线电规则》,称为业余卫星业务。
今天本文不去深入的带大家了解卫星的各种理论知识,作为一名业余无线电爱好者如果希望入门业余卫星通信,可以从一些基本的知识开始了解。更深入的理论可以百度或维基百科都有深入的阐述。
二、相关基础知识卫星
1、什么是卫星?
卫星是环绕一颗行星按闭合轨道做周期性运行的物体。
2、外层空间
外层空间又称为宇宙空间或太空,指地球稠密大气层之外的空间区域,通常把距地表约120公里以上的空间称为外层空间。
3、轨道要素
半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、过近地点时刻。
4、轨道类型
LEO、HEO、SSO、GTO、GEO
5、通信转发器的用途
接收来自地面的业余无线电信号,处理后发送回地面,是业余无线电的空间中继电台。
6、通信转发器的类型和模式
调频、线性、数字,A,B,J,U/V,L/S
三、如何玩转业余卫星
首先要知道现在有多少正在运行的业余卫星,那些是可用的,那些是不能用的,能用的它的参数又是怎么样的,工作在什么频段、什么模式等。
其次,需要知道到底要用业余卫星来做什么?
比如,常见也是最受欢迎的模式FM语音中继模式,就像在太空设置了一个中继台,只是可通信时间比较短,通信用语要简单明了。
线性转发器就需要具备更多一点的使用技巧,刚入门可以先多听听再研究如何正确的使用上下行频率,因为线性转发器可以同时容纳多人进行各种模式的通联,但是使用上有一些复杂。
信标是大多数卫星都携带的功能,有的只是卫星的呼号,有的可以将卫星的各种实时参数用电报的方式发出去,配合解码软件就可以知道卫星的状态。
遥测数据一般是用数字编码模式下传更多的卫星实时数据,需要专门的软件进行解调和分析。
另外,有的遥测信号里还有发送数字图像或短信息的功能,也有一些卫星搭载了摄像机可以实时捕捉地球的图像,当然还有APRS等等很多的模式,等待你去发现。
知道了这些信息就可以进一步准备怎么去使用它了。
这里推荐几个网站
https://www.amsat.org/status/
每天都有全球的热心爱好者追踪并收听每一颗业余卫星的状态,将其上传网站。通过这个网站我们可以知道哪些卫星处于活跃的状态,不活跃的卫星当然不用浪费时间去研究它了,当然你是深度痴迷的业余卫星爱好者除外,也许你也会发现一颗已经宣布死亡又重新复活的卫星。
知道了那些卫星活跃中,我们就可以进一步去了解它的各种信息。这里再推荐几个网站。
http://www.dk3wn.info/p/
这是一个最为活跃的业余卫星信息网站,基本上你可以查到所有的业余卫星的身世,以及全球爱好者每天分享的监测报告。
https://www.n2yo.com/
这个也是很全面的卫星数据库网站,你可以在上面了解到很多的相关信息。有了以上两个网站基本上你可以把业余卫星了解的十拿九稳。当然还有其他更多的网站,或许内容更丰富,如果有请分享给我们。
再推荐两个手机APP
W1ANT Satellite Tracker
比较方便的预测目前活跃的卫星轨道,并且可以查到卫星的频率和模式,无需手动选择卫星,数据都在服务端,作者已经都为你准备好了。
Look4Sat
与上一个APP相比,这款需要我们手动添加需要跟踪的卫星,更详细的频率信息,我们甚至不需要再去登录网站查找。
好了,今天就到这里,希望对大家有用。之后将带领大家从接收开始了解每一颗卫星,熟悉HRD和SDR Rradio软件的使用。敬请期待。