【收音机】【经验分享】 一个气象爱好者的电波之旅
一个气象爱好者的电波之旅
作者: 电波之旅-中国广播之家微信群 @江苏镇江-veal
用一个仅仅35元的数字电视棒就可以在气象卫星经过头顶时直接接收到气象卫星云图了！虽然过去我也曾考虑过做这样的事，但直到上周，我才真正动手实践。
这是我第N次尝试时接收到的卫星云图：
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上面两组四张照片,都是一张可见光对应一张多普勒图
NOAA-15，NOAA-18，NOAA-19卫星拍摄的彩色红外增强图（mcir）夜间，多普勒图，HCVT图。图中加号是我的接收位置，江苏镇江，时间是2016年6月27日，28日，29日。
气象卫星简介
气象卫星主要有极轨气象卫星和同步气象卫星两大类。
1、极轨气象卫星。飞行高度约为600～1500千米，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，这样的卫星每天在固定时间内经过同一地区2次，因而每隔12小时就可获得一份全球的气象资料。
2、同步气象卫星。运行高度约35800千米，其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空。一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距，从南纬50°到北纬50°，100个纬度跨距，因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。
作为我们业余接收的对象，我国的同步气象卫星、风云系列的都不适合，主要是频率太高，而且可能还有加密系统。相比之下美国的NOAA系列的气象卫星频率较低，且处在离地球比较近的极轧上，相对接收比较容易。
NOAA卫星简介
NOAA卫星是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为“泰罗斯”（TIROS)系列（1960-1965年），第二代称为“艾托斯”（ITOS)/NOAA系列（1970-1976年），其后运行的第三代称为TIROS--N/NOAA系列。NOAA的轨道是接近正圆的太阳同步轨道，轨道高度为870千米和833千米，轨道倾角为98.9°和98.7°，周期为101.4分钟。
NOAA的应用目的是日常的气象业务。由于一颗卫星可以每天至少可以对地面同一地区进行两次观测，所以两颗卫星就可以进行四次以上的观测。
上图为倒在地板上的的NOAA-N Prime卫星
2003年9月6日，此卫星在制造过程中在洛克希德·马丁公司空间系统部门在加利福尼亚州森尼韦尔的工厂中被严重损坏。在一队工作人员将其旋转为水平方向时卫星掉落到地板上。美国国家航空航天局在调查中认为此次事故是由于制造设施中缺乏程序纪律引起的。在进行此项操作的翻转车被存储期间，一位技术人员移除了将连接器固定于其上的24个螺栓，而没有记录这一行为。之后工作人员使用翻转车旋转卫星时未能按照程序规定在旋转前检查螺栓[10]。维修卫星耗资达1.35亿美元，洛克希德·马丁同意放弃项目的全部利润以帮助支付维修费用，并最终支付了三千万美元，维修的其余费用由美国政府支付。
NOAA系列现在能听得到的也就NOAA-15、18、19.其中NOAA18、19差不多是一样的高度，最近NOAA15，18差不多的运行周期导致基本上是在同一时间过顶。
NOAA卫星的工作频率NOAA15 137.62MHZ、NOAA18 137.9125MHZ、NOAA19 137.1MHZ
NOAA卫星的工作模式为APT模式分辩率4公里和HRPT模式分辩率1公里左右两种.参见NOAA官网数据。HRPT模式频率在1.6G估计个人很难接收。
实 战
只需在电脑上启动解码软件，就能借助手台、调频广播（FM）或数字电视棒，将APT信号解码成图片。
使用的工具
一个RTL2832USB电视棒
Orbitron 3.71追踪卫星轨道
HDSDR 无线电接收软件
MYDDE 频率跟踪
WXtoIMG在卫星通过时会自动开启接收并自动转码成图片。
一个尺寸适合接收137M频率的四臂螺旋天线
具体步骤
1.找到合适的地方。尽量减少遮挡物，以便更好地接收从太空传来的信号。我尝试过J型全向天线，信号差，卫星过顶完全没信号，接收失败。八木天线配合转向器自动跟踪卫星飞行路径，应该会有更好的接收效果。
2.打开Orbitron 3.71用手机查出经纬度坐标，设置接收地点，更新星历，选择要接收的卫星，预测卫星经过的时间，用MYDDE传送驱动频率。
3.运行HDSDR
o在36KHz带宽下，选择options-DDE to HDSDR。一定要校准计算机的时间，Orbitron 根据时间产生频率传给DDE，DDE驱动HDSDR自动跟踪频率，用于抵消卫星从远飞到近多普勒效应产生的频率偏差。电视棒频率有偏差的用HDSDR里面的ppm修正。
4.运行WXtoIMG
在Options ->Recording Options中将录音声卡输出设置为能听到信号的通道。
在File ->Update Keplers更新数据
在File->Satellite Pass List列表中能找到预计卫星通过时间
5.在File->Record菜单中将WXtoIMG设置为自动录音，也可以TEST手动录音。
6.等待数据行出现在HDSDR的界面上
7.我的实践中，当卫星仰角超过20°时，干扰消失，图像显示在WXtoIMG上。当卫星在航线达到最高点时我获得了最佳影像。（城市环境恶劣，前后都是高楼阻挡）
8.如果信号足够强，WXtoIMG就会把它解码成图像。
上图: 当接收结束后WXtoIMG会自动解码出很多张不同信息的图片。
下面这个是2016年7月10日下午2点17分的接收演示视频：
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=t1307e0w3a7&width=500&height=375&auto=0
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7月8日三张尼伯特台风正好经过台湾的图, 震撼图!!
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下图是我为了接收NOAA云图专门自制了四臂螺旋天线，好处是全向3db增益，不用对准卫星。八木天线加转向器的方案太复杂。
我的联系方式：
参考资料：
1.维基百科网站-NOAA卫星词条
2.NOAA官网
3.业余卫星通讯手册（美）SteveFord出版社：人民邮电出版社 ISBN：9787115276438
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