Примерно лет восемь назад я приобрел свой первый SDR-свисток (или, как его еще называют, донгл). Тогда тема SDR еще только начиналась. Где-то в те годы неведомые люди открыли, что дешевый китайский TV-тюнер может использоваться не только для приема телевидения, но и для того, чтобы быстро и без хлопот принимать почти весь доступный радиоспектр на УКВ и выше.

Моим первым свистком стал свисток от NooElec, как тогда писали, собранный на микросхемах, снятых с производства.

Для чего я его купил? Мне хотелось принять картинку из космоса. Я прочитал статью про прием изображений с погодных спутников NOAA (и, в более сложном варианте, с отечественных "Метеоров") и прям загорелся желанием. Статья обещала, используя всего лишь простенький согнутый диполь и свисток, с прибавкой некоторого программного обеспечения получить на своем компьютере картинку земной поверхности, переданную со спутника.

Разумеется, тогда я ничего не принял. Во-первых, не сумел подгадать время пролета, во-вторых — мои тогдашние условия давали мне небольшой клочок открытого неба, так что шанс, что спутник попадет в этот сектор обзора были минимальные.

Но я не забыл об этой мечте. За прошедшие годы я оброс новыми SDR-приемниками — начиная от фирменного RTL-SDR, до китайских непонятных хреновин, которые были скорее имитацией, чем рабочими устройствами. Последним из моих приобретений стал, собственно, настоящий AirSpy Mini, один из топовых SDR-донглов, вообще доступных в этих ваших интернетах. Круче только специализированные платы с мощными АЦП и ценником с тремя нулями минимум (не в рублях). Правда, за эти годы Метеоры почти все померли, а кто не помер, то лишился даунлинка на 130МГц, но, к счастью, NOAA все еще летают над головой.

Ближе к делу. Я поймал картинку со спутника. Неидеально, но поймал. Теперь о том, как я это сделал.

Спутники NOAA летают по солнечно-синхронной орбите, что означает, что они проходят над каждым участком земной поверхности примерно в одно и то же время. Для Санкт-Петербурга это время примерно с девяти утра до полудня. Именно в это время спутники проходят с максимальным возвышением, а также, учитывая, что сторона дневная, они передают картинку отличную от темноты и непонятных картинок в ИК-диапазоне. Это первый момент.

Второй момент — доплеровское смещение, но его компенсировать мы уже научились в предыдущей заметке.

Третий момент — необходимое программное обеспечение. Я использовал WXToImg, который скорее мертв, чем жив, но на современных виндах кое-как работает. Насколько я знаю, есть альтернативы под Linux, но этот вопрос я еще не исследовал — шел по пути наименьшего сопротивления.

WXToImg можно скачать здесь, так же, как и ключи для его активации (не особо надо, но приятно) и рекомендации по обновлению "Кеплеров" — данных о параметрах орбит. WxToImg штука довольно продвинутая и умеет сама определять, когда нужно начать запись, например, ей можно сказать "не начинай запись раньше, чем спутник поднимется на десять градусов над горизонтом". Но для этого ей нужны актуальные эфемериды, а встроенный механизм обновления давно сломался, так как ссылки на файлы изменились. Это можно решить, установив небольшую проксю, а можно просто скачать нужный файл курлом и положить в папку с программой.

Кроме этого, нужен еще виртуальный аудиокабель. Его можно взять здесь. Бесплатная версия позволяет иметь только один кабель в системе, но нам большего и не нужно. Использовать его просто — в SDRSharp выбираем кабель, как устройство вывода, в WXToImg — как устройство ввода. Я бы рекомендовал проверять эту настройку при каждом запуске, так как на одной из моих машин WXToImg не сохраняет этот параметр, сбрасывая его на изначальный (на другом компьютере все ок, так что возможно это проблема конкретной системы)

В шарпе надо выбрать WFM модуляцию и полосу где-то в районе 42000Гц. И снять галочку "Filter Audio". За частотой будет следить GPredict. Громкость я выкрутил почти на максимум, так, чтобы в WXToImg был зеленый индикатор. Следует помнить об одном нюансе. Несмотря на то, что в скачанных настройках частоты для NOAA-15 выставлена частота 137.500 МГц, в реальности она равняется 137.625 МГц. Непонятно, с чем связан такой промах, но я проверял — коррекция нужна.

Теперь "железо". В качестве свистка на этот раз я использовал AirSpy Mini. В качестве антенны я сначала пробовал свою ягу на два метра, собранную ранее, но она все еще висит на балконе и подвешена для вертикальной поляризации, так что затея провалилась. Стоит понимать, что спутники передают в круговой поляризации, и любая антенна, принимающая в линейной, будь то горизонтальная или вертикальная, теряет 3Дб (половину мощности) от принимаемого сигнала. К сожалению, снять антенну, чтобы выставить ее за окно, возможности уже нет (кабель идет сквозь отверстие в стене). Идеальна была бы специальная антенна для приема в круговой поляризацией (спиралька, двойной крест или кросс-яги), но чего нет, того нет.

По этой причине я использовал самый примитивный вариант антенны, рекомендованный для данной задачи — V-образный диполь, в роли которого я применил штатные, идущие со свистком RTL-SDR телескопические рога, выдвинутые на 53.4 см и расположенные под углом 120 градусов. Для более уверенного приема я немного задрал антенну относительно горизонта и выставил ее за окно кухни, зацепившись за раму. Так как орбита спутников полярная, направлять антенну надо с севера на юг (но я немного перекашивал ее в ту половину небесной сферы, где спутник должен был пролетать в данный пролет)

Первые попытки были... разочаровывающими. Примерно такими, как на картинке выше. Я правда еще не сразу дошел до мысли, что принимать сигналы с ночной стороны — плохая идея, но здесь на первой картинке даже телеметрии не разобрать (полосатые колонки на второй картинке)

Однако, понемногу откалибровавшись, начало что-то получаться...

... пока наконец, после некоторых манипуляций я не принял это. Да, ночная сторона, да узенькая полоска, в течении которых высунутая из окна антенна вообще может что-то принять (где то процентов двадцать от всего времени пролета спутника, после чего он уходит за плоскость стены дома и прием пропадает), но здесь уже можно различить подсвеченные солнцем облака на западном крае снимка.

Так что осталось сделать очевидное — принять изображение утром, когда спутник проходит над освещенной стороной планеты. Положение антенны осталось прежним, но в принятой полоске можно различить и облака и какой-никакой рельеф и контуры берегов. Кончик Скандинавии, например, виден довольно четко.

Короче говоря, спустя много лет после того, как я загорелся идеей, я эту идею смог реализовать. Не в полной мере, но смог. Теперь надо попробовать следующее:

• Повторить это все под линуксом
• Повторить это все в поле, с более-менее открытым горизонтом. Придется брать с собой ноутбук, но, надеюсь, никто не прикопается.
• Повторить это все на обычный RTL-SDRовский свисток. Мне интересно, получится ли принять изображения на него. У людей получалось. Так что мои неудачные попытки явно связаны с настройками SDRSharp и прочего.