OpenATS續篇:搭建自己的衛星地球站

原標題：OpenATS續篇：搭建自己的衛星地球站

*本文作者：OpenATS；本文屬 FreeBuf 原創獎勵計劃，未經許可禁止轉載。

繼上篇文章：DIY天線自動追蹤系統OpenATS 的發表已經一年多了，這一年多的時間都沒有更新這個小項目，因為我本人真的是太懶了。

其實OpenATS存在的缺點太多太多，開環，沒有反饋。如果想繼續完善，幾乎需要重構。發表出來就是希望靠大家的力量來完善它，結果能按照我的文章做出來的人少之又少，一個是需求的人不多，再一個比較複雜，硬體方面就足夠難倒很多人了。但現在我想繼續拋磚引玉，用OpenATS來做一個屬於自己的衛星地球站。我們經常看到上面類似的圖片，這就是國家建設的衛星地球站，控制、接收地球上方的衛星，讓衛星的數據傳回地面，供計算機來解碼出我們想要的數據。

這裡我重點實驗氣象衛星，因為能直觀地獲取一些讓我們興奮的東西。氣象衛星分極軌和靜止軌道衛星。極軌氣象衛星的軌道高度一般在650～1500km，每天每顆衛星過境兩次。我國FY-3及國際上NOAA, METOP, NPOESS, Meteor等典型極軌氣象衛星配置包括成像遙感儀、大氣垂直探測儀、微波遙感儀、臭氧探測器、地球輻射收支儀、UPS探測儀、空間環境探測器等等載荷。

而靜止衛星就是位於赤道上方大概35786km的衛星，繞地球旋轉一周的時間剛好與地球自轉時間相同，相對於地球地面來說是靜止不動的，也是比較稀缺的軌道資源。由於高度高覆蓋廣，部署三顆便可以覆蓋整個地球。像我們常見的衛星電視，我們的衛星天線都是靜止不動的，指向的衛星就是靜止衛星。靜止氣象衛星的技術也是非常複雜，因為距離我們較遠，所以對衛星的解析度還有精確度都是有著非常高的要求，畢竟角度偏一點點，相距這麼遠偏的就是十萬八千裡。所以現在的靜止衛星採用的三軸穩定平臺，精度能達到幾百米，可想而知技術多厲害，只有部分發達國家能掌握靜止衛星的一些關鍵技術。而我們所熟悉的西昌酒泉發射中心大部分發射的都是靜止軌道衛星。

我國前陣子剛發射的中星9A就是發射後由於火箭的問題，沒有將它送到預定的軌道，最後經過工作人員日夜奮戰，精確計算，靠著衛星自身攜帶的燃料將它送到了預定軌道。這裡就牽扯到靜止衛星的一個特點，由於需要不斷調節自身的軌道，衛星體內大部分都是燃料，在定位後要不斷通過地面地球站來調節它的位置，防止它偏離軌道，還要在退役的時候，離開軌道把有限的軌道資源讓出來。所以中星9A雖然到達了預定的軌道，但也消耗了很多燃料，大概剩下的燃料只能讓它在軌道上運行5年左右的時間了。

美國去年年底發射的GOES-R入軌後改名為GOES-16，GOES-S將於明年年底發射。它發射GRB、HRIT、LRIT等等協議的數據，當然它在西半球上空，我們接收不到。但我們可以接收韓國的CMOS-1、我國的風雲2F/2G/4A等含有HRIT/LRIT下行的衛星。風雲4A為目前全球最先進的靜止氣象衛星，與GOES-R還有日本的Himawari-8/9等，性能均排在世界前列。

下面就讓我們來搭建屬於自己的衛星地球站。

我們搭建的地球站的幾大重要的組成部分為：天線系統、控制系統、接收系統、解碼系統、授時系統

天線系統

天線系統為整個接收系統的很重要的部分，玩無線電的朋友可能都會聽過，無線電其實玩的就是天線，可見天線的重要性。

想接收靜止衛星的數據，就需要一個面積較大的拋物線天線，1.8m以上直徑的天線加上高增益LNA通過實驗可以在大部分地方能完好的接收HRIT以及ABI模式數據。LRIT僅需要1米以上便可以成功接收。

想要接收極軌衛星，用OpenATS作為控制系統就好了，天線直徑最低為0.9米，並且需要一個L波段的LNA來完成對信號的放大。

這裡我的天線完全是用的船載衛星通信天線，如果你想自己製作的話，可以按照圖自己製作天饋。

一般氣象衛星的極化方式為圓極化，分左旋和右旋。螺旋天線的製作請參照此網站（http://jcoppens.com/ant/helix/calc.en.php）的計算器來進行自己設計，材料使用銅絲和鋁板便可以，不難的。反射面的話用衛星電視的大鍋改造下就可以了，最好用大口徑鍋，也就是中六天線，因為中六為C波段正饋，接收L波段效果比Ku波段的中九偏饋天線要好。

天線相關照片：

控制系統

這一系統是接收HRPT的前提，否則是無法繼續的。這一系統中，最重要的為自動追蹤系統。這也是前陣子我製作OpenATS的目的，文章發表後反響不錯，但本人太懶，一直沒有進行更新和改進。而今年的9月1日開始，對OpenATS進行了進一步的改造和升級。

OpenATS V2.0

OpenATS的研發之初就是為了讓無線電愛好者們能自己製作一款開源的追蹤天線，而追蹤天線的重要部分，控制部分便是OpenATS的核心。

當時做好後，沒有對修正角度的功能進行測試，對函數庫的理解錯誤，所以之前的代碼中，角度修正實際上修正的並非角度而是脈衝數，在新的版本中改進了。新的系統中，如果發送:X 30.6 便是將30.6度的方位角重新定義為方位角的0度，這樣便可以不需要手動去調整室外的天線了。相對應的，輸入:Y -20 便是將仰角的-20度重新設置為仰角的0度。

新的OpenATS改的地方很多，添加了S（sleep/stop）睡眠、W（wake up）喚醒、L（lock）鎖定和U(unlock）解鎖功能。新的系統中，發送L命令後，天線保持當前角度，直接將步進電機的電源切斷，而LNA的電源繼續開啟。這樣在操作者想接收靜止衛星的時候（比如風雲2F/2G、COMS-1等)，關閉步進電機來達到省電的目的。發送U命令，天線解除鎖定。如果發送S命令後，天線將歸零，延時一些時間後，繼電器關閉，繼電器可以接到天線的24V電源上。也就是說，輸入S後，天線回歸0點，在一定時間（幾十秒）後，將會自動切斷步進電機的電源，從而達到省電的目的。發送W命令喚醒處於S命令的天線。

每顆極軌氣象衛星過境時間僅為幾分鐘至十幾分鐘，天線大部分時間都保持不動。由於步進電機在靜止時，也會有較大的電能損耗，這方面在設計OpenATS之初是沒有想到的，靜止的步進電機依然保持著靜止扭矩。而這時電流雖然不如運轉時電流大，但由於靜止時間太長，所以耗電量比運行天線都多出好幾倍。所以添加了一個雙路繼電器模塊，Arduino接收到睡眠命令時，控制繼電器關閉，切斷天線電機和LNA（如果你願意）的電源，這樣整個天線系統中，待機電流只有Arduino這一微小的設備了（天線的計算機我用物聯網開關控制達到省電目的），這樣設計才能長久監控衛星。當發送喚醒命令時，Arduino會控制繼電器模塊打開天線供電電源，再進行衛星的追蹤。細節設計的非常細心，喚醒時會延時一部分時間，讓整個系統先通電穩定後，再進行追蹤。關閉電源之前會先讓天線歸零，再關閉。由於Arduino是順序執行，你不能在程序中加入簡單的delay延時，那樣的話整個系統都會失去意義。

那如何給天線足夠的時間來返回零點再切斷電源呢？找了很多資料，查到了大名鼎鼎的Arduino多線程庫ProtoThreads，學習了一下，然後打算用在OpenATS上。但又不想重構，所以程序中含有部分沒有使用的ProtoThreads代碼，為以後的OpenATS研發更多的功能來預留的。當得到了關電源的命令時，開始計數，程序循環一次便+1，一直到我們設置好數值後（數值也可以自行根據天線運轉速度修改，但要保留足夠時間讓天線回到零點），激活繼電器關掉電源。這樣既不耽誤天線歸零，又不耽誤切斷電源的延時。如果你有更好的思路，本人智商有限，普通工人非職業程式設計師，請多多指教謝謝。

改進的地方還有追蹤角度的切換，之前的OpenATS代碼中存在漏洞，在一定條件下，衛星經過0度線（正北方向），天線會反轉，新的版本修正了此問題。

還改變了步進電機控制針腳，將5、6、9、10針腳用來控制步進電機（因為Arduino數字接口的3、5、6、9、10、11支持原生pwn），而mega的外部中斷接口有2、3…所以將3接口預留了出來，為以後天線改進預留了外部中斷接口。

如果手動控制，控制反饋界面也改變了很多，變得更實用。發送角度後，新的角度會顯示出來，好讓你看到之前發送的歷史記錄。如果S命令切斷電源，軟體會告訴你天線電源切斷，並且不再接受新的控制命令，會有提示發送W喚醒。直到你發送W命令喚醒後再開啟天線（L命令和U命令同樣如此）。

還有一個更大的改變，控制軟體的改變。這部分需要詳細說明一下，如果不感興趣的可以跳過此部分。

新的OpenATS分了兩個版本，一個版本為原來的使用WXtrack軟體的Easycomm協議來追蹤，成熟穩定，但缺點是由於WXtrack作者對軟體輸出做出了時間限制，最快也是1秒發送一次角度數據，這就造成了天線自動追蹤時的缺點，運行時流暢度不好，雖然不影響信號的接收但不好看。而WXtrack的作者David tylor 設計了一款簡單的應用，名字叫做FastWXtrack，這款軟體的作用是讀取註冊表中的WXtrack的參數，包括你的坐標以及衛星的軌道和頻率參數，來進行快速的計算衛星的下行頻率，設計了DDE的服務端，這樣著名的SDRsharp軟體的DDE追蹤插件，便可以連接上此軟體來進行更快的頻率追蹤，保持頻率居中。

而我發現此程序輸出的角度值，卻是整數，沒有輸出小數。在聯繫了作者，跟作者聊了很多，作者將軟體更新了新的版本。新的版本為9月29日更新的1.1.2.15，更新了更高精度的DDE參數，讓FastWXtrack輸出更快的角度信息，來用到我的OpenATS系統中，作為新的OpenATS控制軟體。然後用了一個DDE轉串口輸出軟體來將FastWXtrack角度信息傳送給OpenATS。傳送速度是每秒20次，非常快，Arduino經常由於通信較快偶爾出現串口掉包現象，但不影響使用。我實在沒臉讓作者再修改修改了…然後我做的是將原來16細分的設置，改為了8細分，這樣pwm輸出頻率降低一些，追蹤速度也會快一些，但沒有用WXtrack作為控制軟體的方案成熟，目前追蹤速度超過1°/S的衛星，會造成天線追蹤跟不上衛星的情況，但此情況少見，多見於國際空間站那種飛行速度較快的衛星，或者是天線以高仰角經過上空，這樣方位角變化角度飛快，但雖然追蹤不上衛星，由於高仰角的方位角重要性會減弱，所以影響不大。可能很多人看不懂，以後自己在研究的時候會明白的。

無論哪個版本，都有自己的優點和缺點。

WXtrack的Easycomm協議作為控制軟體的話，那麼請將Arduino上傳WXtrack版本的OpenATS。

優點：軟體成熟，可以實現完全自動化，設置衛星優先級等高級設置；

缺點：追蹤頻率1秒一次，比較低。由於HRPT解碼軟體目前需要採用DDE協議，所以只能一個WXtrack控制天線，一個用來控制解碼器。

如果使用WXtrack+FastWXtrack+DDE client作為控制軟體的話，請上傳FastWXtrack版本的程序。

優點：HRPT解碼器和控制天線都採用一個軟體。追蹤頻率快，天線運行流暢；

缺點：由於串口數據頻率過快導致發送脈衝頻率過快，天線運行慢，追蹤快速衛星會悲劇。並且無法自動追蹤多顆衛星。

推薦使用WXtrack版本，無論哪個控制軟體，OpenATS都很好的支持協議，並且都帶有自動斷電、自動喚醒功能。

關於OpenATS，還有很多複雜的地方，這些話不足以概括所有，有興趣製作的，可以留言，我儘量給你們提供講解和幫助，並需要你們的力量變得更好。

圖片：

控制盒子有改動，更複雜沒有拍照，用的半成品照片。

天線控制電腦用的是凌動D525低功耗平臺，開啟了VNC，加上路由器埠轉發，在任何地方都可以用電腦或者手機連接天線進行控制。

衛星站實錄視頻，看不到？點這裡

接收系統

此系統也非常重要。

接收系統最前端為低噪聲放大器LNA，L波段的LNA並非隨便取材，需要對弱信號有很好的放大能力才可以，目前國際氣象衛星的HRPT、HRIT、LRIT等下行頻率大多為1.7Ghz左右，不需要下變頻，使用常見的SDR便可以解調。我注意到國內運營商的GSM網絡中，有1800Mhz的頻段，又稱為DCS。淘了幾個DCS直放站的低噪聲放大器，用來做接收系統的LNA，實測增益高，噪聲低，做工穩定，是不可多得的好東西，畢竟運營商採購的這些設備都是長時間運行的，價格也是非常高的。一般直放站的上行線路中，會有LNA。但DCS1800頻段的設備不多見，1800頻段的研發之初就是因為900Mhz不夠用。而運營商的頻率帶寬都比較高，一般在30Mhz以上，所以設備研發的頻率範圍也都比較寬。

其中移動的GSM1800Mhz的頻率範圍為：上行1710-1725MHz/下行1805-1820MHz；聯通的為上行：1745-1755MHz/下行1840－1850MHz。我使用的聯通DCS中的LNA，在1745Mhz的頻率左右，工作正常。由於沒有網絡分析儀等高端設備，不清楚具體增益等參數，標籤上看，在正常工作頻率範圍的增益為55dB，噪聲係數為0.7dB。上行便是手機到基站的方向，可以理解為因為基站比較高，用戶手機端比較低，所以手機發往基站的數據被稱為上行。由於手機功率較低，而基站天線接收到信號後，需要對微弱的信號進行高增益的放大，才能被系統識別，所以LNA的作用非常重要，LNA的重要參數有噪聲係數和增益。因為在整個接收線路中，處在接收系統的前端，LNA的噪聲影響著整個系統，低噪聲變得尤為重要。LNA要儘可能接近天線端，這是無線電的常識。

接收的SDR我們可以採用很多人玩的Hackrf ，還有目前比較火的Airspy、sdrplay、USRP等等。

Airspy性能不錯。當然sdrplay也很好，覆蓋短波，是國內無線電愛好者比較追崇的一款產品，但經各方人士測試，接收靈敏度不及Airspy。Airspy其實是國內代工的，淘寶可以直接從代工廠家購買。airspy mini性價比非常好，如果不是特別需要大的帶寬以及別的複雜的功能接口，完全可以買這個。我這裡有一個airspy mini，還有幾個國內BH3CS仿的sdrplay產品-SDR3CS，由於是仿冒人家的產品，所以沒有大面積推廣，只在部分玩家之間流通。但經過測試，也是非常不錯，跟原版的Sdrplay SP1性能幾乎一樣，並且設計上還要比原版好一些。

Airspy就是著名的SDR#軟體開發商開發的產品，也是rtl-sdr的升級產品，12bit的採樣率要比Hackrf還有rtl-sdr的8bit好出好幾個量級。軟體方面支持非常好，官方還發布了spyserver等通過網絡來傳輸的服務端，就如同rtl_tcp一樣，可以通過網絡傳輸數據，就不必在乎饋線引起的損耗了。sdrplay同樣也有支持，windows平臺下美國愛好者自己開發的rspstreamer免費公開使用。可以通過GitHub下載。具體使用方法文檔中有說明，安裝好SDRPLAY的官方軟體後拷貝SDRplay/API/x86下的mir_sdr_api.dll還有mir_sdr_api.lib到rspstreamer同一目錄中。運行spyserver 或者rspstreamer來通過網線傳輸數據給解碼軟體。可以採用樹莓派、香蕉派（推薦這個，因為有千兆網口）等小計算機來進行網絡IQ數據傳輸，實際在使用過程中，airspy mini在6MSPS模式下完整IQ的傳輸網絡速度為20多M/s，所以請使用千兆網絡環境來進行IQ數據傳輸。

如果有人想用Hackrf，那暫時只能使用GNU Radio。

接收部分的照片:

解碼系統

當然非常重要。

我們先來用計算機解碼氣象衛星的HRPT高清雲圖。

想玩軟體無線電，就離不開著名的GNU Radio，裡面集成了眾多無線電的模塊，可以供我們研究和使用。想更多了解這方面內容的朋友，可以去搜索和學習，GNU Radio比較複雜，需要有計算機編程基礎還有無線電的基礎。而GNU Radio裡面集成了gr-noaa的HRPT解碼模塊，所以如果你想解碼NOAA衛星的數據，可以用GNU Radio來進行解碼，輸出的RAW16格式的原始無線電數據文件，再通過David tylor的HRPT Reader來解碼出高清HRPT雲圖（美國的NASA其實也有採用此軟體）。不過過程複雜，不太適合大眾，我就不在這文章裡搞了，裝作很牛逼的樣子然而群眾很難學到知識也沒什麼用處。

好在美國的無線電愛好者（twitter：@usa-satcom)自己編寫了HRPT解碼軟體xhrpt-decoder，能解碼輸出RAW16文件供HRPT Reader來解碼。簡單實用,收費100美元。跟作者聯繫要來了軟體，試用期30天（已被我破解）。運行於Windows平臺的xhrpt-decoder需要.Net的環境，有的計算機上運行出錯，作者給的方法是安裝完整的VC++ 5.0需求控制項。

巴西的Lucas也有一個很好的HRIT/LRIT開源解碼軟體—OpenSatelliteProject(OSP)，他編寫的OSP就可以很好的解碼GOES衛星的HRIT、LRIT等高清雲圖。並且作者在不斷完善。而美國那夥計的XRIT decoder就是用的他的輪子。對OpenSatelliteProject感興趣的請在Github關注一下。我國的風雲氣象衛星使用的CHRPT格式，還有歐洲衛星有採用AHRPT格式，使用的是常見的QPSK解調，暫時我們只能採用GNU Radio來解碼，usa-satcom的解碼軟體已經能很好支持AHRPT和CHRPT，由於我沒有拿到手，想要軟體解調的，等待更新吧。HRPT的星下點解析度為1.1km。

GNURadio項目圖片：

HRPT解碼軟體截圖：

HRIT/LRIT

LRIT工作於L波段，1691Mhz左右頻率，直徑大點兒的拋物線天線（1.2m以上）加上一個好的LNA就可以成功接收。由於衛星靜止，天線不需要追蹤，每十幾分鐘便可以出一幅全圖，能覆蓋1/3個地球。現在也是氣象行業很重要的觀測手段。

HRIT同樣工作於L波段，對計算機的處理能力有一點點要求，這裡就不得不提到OpenSatelliteProject（OSP)，OSP是個很好的開源項目，目前又更新了OpenCL來進行圖像渲染，還有GOES的GRB模式解碼程序，作者來自巴西的Lucas個非常友好的人，我也跟作者是好朋友。由於寫OSP的時候是以美國的GOES衛星的HRIT/LRIT格式來研發的，而我們在東半球，不能接收到美國的GOES衛星，我們東半球上空有幾個HRIT/LRIT衛星，但格式並非跟GOES完全一樣，lucas和來自澳大利亞東部的Sam已經開始在研究韓國的COMS-1衛星的格式，我也將跟他們合作參與研發和測試，未來也會漸漸研究我國的最新風雲4A衛星的數據（極化方式為線極化），將會帶來更震撼的效果。而日本的向日葵8號需要下變頻，接收成本高我們暫且不研究。

COMS-1的LRIT信號：

COMS-1的HRIT信號：

OpenSatelliteProject可以非常穩定地工作在Windows系統和Linux（最好Ubuntu）下，目前不支持HRPT的解碼，lucas告訴我將馬上支持HRPT了，感謝這些為無線電領域貢獻的大佬們。

lucas以及美國幾位大牛愛好者，已經在使用支持DVB-S2解碼的電視卡（正在測試我國製造的TBS-6903衛星電視卡)，成功解碼出比HRIT更具優勢的GRB高清衛星雲圖，實在是感謝他們的付出。

給你們看看GRB以及HRIT的放大後局部解析度：

我希望我們能在未來解碼目前氣象衛星的前沿技術：MODIS（中解析度成像光譜儀），是目前AVHRR等載荷的未來方向。最高解析度可以實現250米和500米還有1000米幾個等級，數據分好幾級。由於下行傳輸為X波段，帶寬要求較大。所以對整個接收系統來說比較複雜，成本較高。目前暫時不做深入研究。

授時系統

唯一一個不太重要的，又對高精度追蹤很重要的…

計算機可以通過網絡授時來對時間進行校正。但追求完美的人來說，可以在這授時系統上下點兒功夫，可以為以後更深入研究做好基礎。我們用GPS來授時，這時候就要一個GPS模塊了。很多朋友會說，這個我有，但我猜大部分人的模塊都不能用來授時。GPS授時需要的是支持1PPS輸出的專用的授時晶片，跟普通的GPS定位晶片用途不一樣。GPS授時的晶片可以將時間精確到30納秒左右，1納秒就是10億分之一秒。GPS授時模塊內自帶的授時算法能儘量降低與GPS衛星時鐘的誤差，我們常見的手機基站，大多採用的就是GPS授時。最新研發的1588授時也不錯，降低了這方面的成本和維護費用。

我這裡用的是ublox的LEA-6T模塊，專用的GPS授時晶片，我也是淘的基站時鐘盒子，然後找出TTL接口再經過TTL轉USB連接到電腦，進行1PPS的授時。由於轉了USB接口，USB2.0接口的詢問速度較慢，所以授時達不到幾十納秒級別。可以用TTL轉串口來進行低延遲的授時。訂購的TTL轉RS232模塊已經在路上。

授時系統採用Linux，我用的是Debian

首先安裝所需要的軟體：

apt-get install gpsd gpsd-clients python-gps ntp

安裝完成後，我們通過gpsd的F命令將usb埠映射到gpsd.sock上

killall gpsd

gpsd /dev/ttyUSB0 -F /var/run/gpsd.sock

然後我們重新啟動下ntpd服務

service ntp restart

這時候我們輸入cgps -s看看能不能讀取到GPS設備的數據。

下面將ntp的配置文件修改，讓ntpd的時鐘來源設置為GPS。

vim /etc/ntp.conf

找到下面的pool後面的ntp伺服器地址，將網絡伺服器全部注釋掉。

加上我們GPS時鐘

server 127.127.28.0 minpoll 4

fudge 127.127.28.0 time1 0.0 refid NMEA

保存後killall gpsd再重新運行gpsd /dev/ttyUSB0 -F /var/run/gpsd.sock

再將ntp服務重啟，這時候如果接入正常，我們輸入cgps -s 便可以看到GPS接收的各種信息了。

我們還可以輸入ntpdc -p 來查看ntp服務的來源，能看到GPS時鐘源的輸入，一定要有PPS來源，授時精度才能保證。

由於GPS授時知識點太多，而搭建授時系統複雜，所以很多東西我這裡就不多說了，詳細說的話這一篇文章也說不完，這裡推薦一篇國外詳細講解搭建GPS授時系統的文章，裡面涵蓋的知識比較全面，請感興趣的人去學習和研究。地址：http://catb.org/gpsd/gpsd-time-service-howto.html

自己搭建的授時系統截圖：

HRPT高清雲圖，受上傳文件大小影響，高清圖請看網盤：

我們可以從最後一張圖中，明顯看出渤海灣的水溫要比遼寧半島與朝鮮半島水溫要高。

由於測試天線暫時沒有放在樓頂，僅僅在露臺上測試，並且位於城市中，沒有加濾波器，幹擾較厲害，所以雲圖質量不是很好。但沒關係，依舊是國內業餘無線電界的第一個成功接收HRPT高清雲圖的例子吧。

其實手動追蹤也可以的，雖然較累但也能成功接收成功，感興趣的朋友可以試一下。

HRIT/LRIT國外解碼雲圖：

（全盤的高清HRIT的image文件大概在30M左右，GRB更大，所以解析度可以很高的）

GRB模式全盤影像：

我的地球站使用了太陽能發電供電，增強了市電停電等異常斷電處理能力，目前用了80W太陽能發電板和14AH電瓶（暫時手上只有這容量電瓶了），足夠天線運轉幾天了。

我搭建的衛星地球站照片（含本人178cm對比照）：

搭建過程，需要注意的事情很多，包括電子學中的關於接地、用磁環屏蔽等各種方法減少系統中的脈衝幹擾等對信號造成的幹擾。對天線的選址、水平度、對準等都要很細心。儘量避免高電壓接入天線，牢記安全第一。很重要很重要很重要的一點，天線一定要配重好，也就是說當天線斷電後，天線應該保持靜止而不是偏重自動下垂。

有什麼用

我經常在我的微信朋友圈，曬我做天線的過程、經驗、以及實驗的照片，許多人都在問我：「你做這個東西有什麼用？」每次看到這個問題，我都有點兒怕。的確，不是為了氣象預報，國家的氣象預報都是免費的，並且可以從官網獲得更清楚、更詳細的衛星數據。我做這些真的是沒什麼用，但不是所有的事情都要以用處來衡量的。就像談戀愛、找對象，也要以有什麼用來衡量嗎？通過做這些東西，我學會了很多電子、計算機、無線電方面的知識，也增強了自己的動手能力。有了自己的追蹤天線，我可以為以後研究太空無線電提供了硬體的基礎。更重要的，在這期間認識了一些同樣愛好的國外技術大牛們，他們不但擅長無線電知識，還擅長計算機編程，擅長分享自己的技術和經驗，更擅長去深入研究、探索一樣東西。一點點積累，一點點進步，一點點創造。讓我們的眼光變得更長遠，讓我們之前看似不可能的事情變成了可能。如果有人需要這方面的幫助，看到了這些文章，並且幫助了他們，這就是我最大的榮幸。

所以沒什麼用，可以看成這是對技術和愛好的一種追求。

結尾

有些話還是想說一些，國內的無線電愛好者人數不少，但總是停留在那些：CQ！ CQ！ CQ！除了通聯很少有別的比較有意義的項目。一個RTL_2832U多少年了，網上一搜總是一堆堆的模仿，模仿別人接收個APT，模仿別人接收個收音機，模仿別人接收個ADS-B。愛好者們家裡總是以無線電臺的數量、型號來定位這個人在無線電愛好上的造詣。總有那麼幾個業界的「大佬」，很多崇拜他因為他的各種高端電臺，又或者家裡電腦顯示器6個擺在一起，看看電腦顯示器上的東西，就大概知道沒啥水平的。真的是國內無線電愛好者的悲哀.

現在社會已經進入了新的時代，SDR的發展早已成了未來的方向。軟體無線電跟計算機的強強聯合可以將無線電的領域變得更精彩，當然需要很好的計算機基礎。國內愛好者大部分人都不會自己去下載驅動，只會按照教程去一點點做。模仿成功了，曬個圖，就沒有然後了。計算機、英語基礎成了限制他們進步的最大障礙。這也是我為什麼這篇文章沒有將GNU Radio的項目貼出來，我希望更多的人去學習它，應用它，而不是模仿別人。

看到國外Twitter上，Arduino、樹莓派、Hackrf等等開源硬體的強強聯合，愛好者們自己寫代碼，自己做小項目，自己做小衛星，自己做射電望遠鏡。希望我國的無線電愛好者能多學習一些新的技術，趕上時代的進步。此文章中，我儘量用比較容易懂的語言，將細節都講解了出來，但很多知識還是沒有貼出來，避免讓人看了太高大上，就膽怯了。

最後關於法律

可能有人知道，我國《衛星電視廣播地面接收設施管理規定》（此情況好像不太符合）規定：個人不得安裝和使用衛星地面接收設施。（著名的廣電局第129號令第八條），這也是為什麼安裝衛星的電視是違法的法律依據，很多人說此禁令取消了，然而並沒有，取消的僅僅是商家權益而非個人。此規定已經成了多少年來備受關注的焦點了，所以請謹慎。當然目前來看鬆了很多，因為不符合目前國情的發展需求了。

《氣象預報發布與傳播管理辦法》規定，除氣象臺外，其他任何組織或個人不得以任何形式向社會發布氣象預報，違者最高處以5萬元以下罰款。國家的區域HRPT高清雲圖好像還是收費的，所以各位愛好者，自己研究就好。請勿隨便發射，幹擾正常通信的運營。也勿隨便自己公布天氣預報，幹擾別人正常生活，僅供技術研究。

本文中的所有相關軟體以及解碼衛星HRPT雲圖還有實拍的照片，都放在了網盤上。

網盤地址:https://pan.baidu.com/s/1slbU0f7

OpenATS的Github項目地址：https://github.com/OpenATS/OpenATS

OpenSatelliteProject的Github項目地址：https://github.com/opensatelliteproject

至此本人結束了，本章可能較長，但很多知識還是略過。因為OpenATS是一個小項目，而搭建衛星地球站卻不是一個小項目，而是一個複雜的工程。需要搭建者有計算機、地理、數學、電子、無線電等各方面知識，還要有很好的動手能力。而搭建一個小小的地球站僅僅是開始，為以後研究衛星通信、更好玩的無線電等各方面做好基礎。

希望更多的愛好者們可以擴大我們的力量，讓一切看似不可能的事情變成可能。

*本文作者：OpenATS；本文屬 FreeBuf 原創獎勵計劃，未經許可禁止轉載。返回搜狐，查看更多

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