SATNOGS – 众包卫星地面站
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在我的后花园里收听航天器……可连接世界各地他人后花园中的天线，这意味着我们可以在卫星绕地运行周期中的大部分时间内收听到它。
零件清单
| 数量 | 产品 | 库存编号 | |
|---|---|---|---|
| 1 | Wimo TA1 Turnstile Antenna https://www.wimo.com/scanner-antennas_e.html#004 | ||
| 1 | Technofix UK Shop https://shop.technofix.uk/ RTL-SDR V3 | ||
| 1 | Raspberry Pi 3 Model B SBC Computer Board | 182-6547 | |
| 1 | Transcend 8 GB MicroSDHC SD Card | 758-2607 | |
| 1 | RS PRO Male BNC to Male BNC RG58 Coaxial Cable, 50 Ω | 426-2094 | |
| 2 | RS PRO Straight 50Ω Cable Mount BNC Connector, Plug, Nickel, Crimp Termination, RG58 | 546-4853 | |
| 1 | Connector,Coaxial,BNC,Adaptor,Jack,Jack,50Ohm,Nickel Plated | 512-1411 | |
| 1 | Stand Off Bracket https://www.screwfix.com/p/labgear-tv-aerial-stand-off-bracket-9/90874 | ||
由于轨道力学的关系（即研究地球自转和卫星“相对位置”之间的关系的学科），我们无法每晚看到国际空间站从头顶上空经过。多数卫星不是在地球赤道上空运行，而是形成一定的角度。随着地球在下方自转，它们的地面轨迹（即卫星正下方的地面轨迹）随着每次绕地运行发生变化。因此，运行轨道离地面小于 2000 千米（近地轨道）的卫星每个月仅仅飞越特定点上空数次，每次只有数分钟。
这表示，任何想收听卫星的人都必须依赖地面站网络才能收到遥测（数据）。NASA、ESA 和 Roscosmos 都拥有一套完善的地面站网络，其中部分站点位于船上，可以四处移动。但是，发送独立小型卫星的组织就必须仰赖大型地面站网络，或者需要自已建造。单个地面站的造价并不昂贵，但是如果需要覆盖全球，则需要大量的站点才行！
在阅读了 Jo Hinchliffe 在《Hackspace Magazine》（免费下载 PDF）上发表的文章后，我认识到一个名为 SatNOGS 的众包开源地面站项目，该项目为此问题提供了解决方案。
就在我打字时，有 170 个地面站在线，同时另有 379 个处于离线状态，还有 90 个处于“测试”阶段。
地面站的安装并不复杂，如需自制地面站，则需要 1 个 Raspberry Pi（但是不能是 Version 4）、1 个保护器 (RTL-SDR V3) 和 1 副天线（我用的是 WiMo TA1 Turnstile 天线）。项目成本约为 150 英镑。
一旦安装运行后，他人可以请求通过您的地面站，在特定卫星飞越地面站上空时收听。您不需要做任何事情！
我决定搭建自己的地面站。Jo 给出的说明非常简单，易上手，其中花费时间最长的恐怕是下载 Raspberry Pi SatNOGS 映像并烧录至 SD 卡的过程。Pi 启动后，我通常使用台式机，但是映像直接传输至终端。然而这个问题很好解决，或者可以按照 Jo 的说明进行操作。当看见我的站点在地面站地图上显示出一个小小的橙点，我感到非常高兴。出于隐私/安全的原因，我把经纬度调至距离我家几英里远的地方 – 这点距离对于飞越上空的卫星来说没有太大差别。
保护器 – 我使用的是 RTL-SDR V3 USB 保护器
天线 – 我使用的是 Wimo TA1 Turnstile 天线
考虑到 Pi 将住在我的车库里，我需要为它准备一个外壳，于是我根据我在 Thingiverse（感谢 Walter Hsiao 的分享）上找到的模板通过 3D 打印制作了一个。
天线专业的技术讨论与行话
RG58 电缆 – 一种常用于射频连接的同轴电缆
BNC 连接器 – 快速连接/断开用于同轴电缆的连接器。它采用卡口式组装件，与某些灯泡的组装原理相似。
BNC 连接器和 RG58 电缆在示波器上很常见。
SMA 连接器（SubMiniature 版本 A）– 比 BNC 更小的同轴电缆，采用螺纹联轴器。
测试：
在将天线固定至车库墙壁之前，我决定对它进行测试，测试过程中用伞架使它保持直立。我将 SatNOGS 状态保持为“测试”状态，直到天线安装到车库墙壁，且达到满意的结果为止。
首先，我预约了所有可能的飞越情形。
以下是我获得的第一批结果之一：
我感到很兴奋，但是后来证实，绿线可能是由保护器引起的。
然而不久后，我获得了这一结果：
当我下载音频时，传出了真正的语音！（附音频文件）。
这一点证明了所有组件都能够正常工作，于是我将天线安装在车库上，而 Pi 则安全地置于车库内部。
SatNOGS 观察结果
预约 Pi 收听卫星后（使用 SatNOGS 网站），您就可以休息了，它将自动完成所有工作（如果不自动完成，SatNOGS 页面上的 wiki 非常实用，此外还有一个优秀的社区愿意提供帮助）。
一旦卫星飞越上空后，您将在仪表盘上收到“需要验证”的通知。这时您需要分析飞越情形，确定那儿有卫星（好）、没有卫星（坏）还是您这端（天线、Pi 等）已停止工作（发生故障）。在收听了大量“坏”音频后，我能够从瀑布图中识别出信号是好还是坏。然而我仍然不确定每次都能识别正确。
我的地面站 (917) 现已测试完毕，永久在线，任何人都可以请求收听卫星！
第一次失败的事情：
我将 BNC 连接器连接至天线上的同轴电缆（三次）后，才想到检查天线的芯线和护套之间是否构成了短路。（我最终咨询了 WiMo，一位热情的售后人员回答道：“短路很正常，它是天线结构的一部分。”）
安装支架时，我莫名其妙地把 SDS 钻头前端 6 毫米留（折断）在车库墙壁中！
我还用天线戳到自己无数次。
希望修正的事情：
保护器上有一个 SMA 连接器，因此我需要将 SMA 连接至 BNC（母头）连接器中。这与安装在天线同轴电缆上的 BNC（公头）连接器十分匹配，且有利于测试。但是，在将天线安装至车库时，我需要延长同轴电缆。RS 上出售的唯一一款带连接器的 5 米同轴电缆在两头均装有公头 BNC，因此我需要购买适配器。
可能的未来扩展：
增加 LNA（低噪音放大器）和 FMnotch 滤波器