Прием данных с метеоспутников.
David & Cecilia Taylor's Web Pages (satsignal.eu)
https://noaa_hirs_decoder.surge.sh/
R4UAB | Радиолюбительские спутники
Удешевление и широкая доступность разных SDR сделали возможным прием в домашних условиях изображений с разных метеоспутников.

ACHTUNG!!!1
16.09.22 вышел новый релиз программы Satdump, теперь делать i\q записи, да и декодировать на лету сигналы почти всех аппаратов которые шлют картинки из космоса, от NOAA до Proba-2 можно прямо в программе. Поддерживаются все популярные SDR (SDRPlay, AIRSPY, Hackrf, RTL)





А самое интересное что программа работает на Android и может общаться с приемником через USB-OTG, и тоже умеет декодить на лету (зависит от мощности процессора).








Начнем с самого простого в плане автоматизации и железа. Серия NOAA  POES (низкоорбитальные полярные). Давно превысили расчетный срок эксплуатации, рабочих осталось три.
Частоты APT:
NOAA-15 - 137,62 МГц NOAA-18 - 137,9125 МГц NOAA-19 - 137,1 МГц
Для приема нужны:
SDR (RTL, клоны RSP, Airspy R2\mini, hackrf)и простая дипольная антенна, расположенная повыше. Усилители, фильтры и квадрифилярные или турникетные антенны улучшат картинку, но простого диполя достаточно.







Простейший вариант приема - записать вручную демодулированный сигнал и скормить программе-декодеру.
Ждем пролета спутника в зоне приема.


Во время пролета настраиваемся на частоту, ставим модуляцию WFM, ставим ширину полосы приема чуть больше сигнала, и в разделе меню record  выбираем audio и жмем record. 


После пролета отключаем запись, запускаем программу noaa-apt, выбираем сделанную нами запись (она будет в папке программы SDRSharp с расширением .waw


В поле output file выберите папку сохранения и введите название сохраняемой картинки. Жмите START и когда слева внизу высветится надпись finished - можете открывать картинку и смотреть.


Это далеко не единственный метод, можно полностью автоматизировать процесс приема только одного спутника с помощью програмы wxtoimg и коррекции допплера по gpredict, с помощью Orbitron можно автоматизировать прием всех трех.

Тестовая запись NOAA APT (звук)
Запись APT+DSB NOAA15 и 19
Програмка-декодер

HIRS (dsb)
NOAA use 137.35 MHz and 137.77 MHz for telemetry data
NOAA POES TIP Demodulation - NebarnixWiki
HIRS-decoder_how-to (surge.sh)
Со спутников NOAA также на диапазоне 137МГц идет сигнал DSB (DIRECT SOUND BROADCAST), который несет данные с нескольких приборов, в.т.ч HIRS (\спектрометр высокого разрешения).



Для декодирования изображений со спектрометра выставьте настройки как на скриншоте (модуляция RAW, полоса от 32кгц, запись в режиме AUDIO) и запишите пролет.
Затем перетащите файл записи на приложение demodPOES



Демодулятор запишет результат в файл minorframes.txt, перетащите его на приложение NOAA HIRS Decoder
(Для работы нужна Java 8.0.251)


Изображения будут сохраненвы в папку указаннцю в config.ini
Пример картинки


Вообще в этом же сигнале содержатся данные приборов:
SEM-2 датчики частиц средних и высоких энергий
DCS-2 ретранслятор сигналов на частоте 401,65МГц - морские буи, датчики льда в океане, радиомаячки для отслеживания животных, метеозонды
Подробнее здесь
NOAA POES TIP Demodulation - NebarnixWiki
Демодулятор, декодер и тестовый файл minorframes.


NOAA HRPT L-band
Передача изображений высокого разрешения на частотах 1.6-1.7 ГГц.
Для приема требуется тарелка от 1,2 метра диаметром, облучатель на нужный диапазон, с нужной поляризацией и углом раскрыва ДН, усилитель около 20 дб, желательно фильтр на полосу 1600-1700 мгц и приемник с полосой больше 3-х мгц. SDRPlay, Airspy мини или R2 или HACKRF.
Спутниковая тарелка: обычная для спутникового тв, пара тысяч рублей на авито в среднем, неважно оффсет или прямофокус (для них нужны облучатели с разным раскрывом ДН, и вся разница.

Облучатель: самый простой вариант, который не нуждается в настройке - спиральная антенна. Для оффсетной тарелки - 7 витков, для прямофокуса - 7 витков. Спираль может быть намотана например на канализационной трубе 50мм.

\




МШУ: пара последовательно соединенных платок на SPF5189z



Одну из них можно заменить на платку с ПАВ фильтром, измеренное мною усиление - 10 дб в полосе пропускания.


Частоты некоторых аппаратов:
NOAA-15 - 1702.5mhz - HRPT 
NOAA-18 - 1707mhz - HRPT
NOAA-19 - 1698mhz - HRPT
MetOp-A - 1707mhz - AHRPT
MetOp-B - 1701.3mhz - AHRPT
FengYun-3B - 1704.5mhz - CHRPT
FengYun-3C - 1698mhz - CHRPT

Процесс приема сигнала с низкоорбитальных спутников осложняется их движением, и необходимостью наводить тарелку.
В остальном для неавтоматизированного приема алгоритм прост: записываем I\Q файл с нужными параметрами (частота сэмплирования, тип данных, можно посмотреть в программе satdump)


Запускаем SATDUMP в графическом режиме


Выбираем категорию


Выбираем декодер


Выбираем файл baseband записи, папку для сохранения результатлв и жмем старт.


Начинается процесс демодуляции


Затем извлечения данных из демодулированных данных


После этого изображения и промежуточные результаты будут сохранены в выбранной папке


Пара оригинальных изображений





Файл записи Electro-L LRIT (5Gb)  Спасибо @hrpthunter за запись. Записано на тарелку 1,8 метра, МШУ 20дб, полосовой фильтр и HACKRF.




Метеор
Сейчас активны спутники Метеор-2 и Метеор 2-2. В 2022 году планируется запуск Метеор 2-3 и 2-4
Часть скиншотов взята отсюда Прием метео снимков со спутника Meteor-M2 в LRPT подручными средствами | Записки крутилкина | Дзен (dzen.ru)
Еще интересный способ автоматического приема LRPT Meteor Suite (leshamilton.co.uk)

Метеоры также могут быть декодированы Satdump (категория VHF)

Делаем запись спутника, МЕТЕОР М2 на частоте 137.1. Открываем в SDR# сделанную запись, включаем WFM модуляцию, ширину полосы от 32 кгц, выставляем в плагине meteor-demodulator модуляцию и скорость в соответствии со спутником, выбираем передачу данных по tcp или в файл (давайте запишем в файл, для этого выберем в какую папку сохранять данные), отметим галку Tracking для работы АПЧ, запускаем воспроизведение записи и жмыхаем старт.


Осмысленное декодирование начнется когда сигнал достигнет достаточного уровня, в этот момент загорится надпись Locked  в плагине демодулятора.


После пролета спутника останавливаем демодулятор, затем запускаем декодер, нажимаем на кнопку 72к, выбираем файл с демодулированными данными.


И получаем картинку.


Запись Метеор-М2 i/q
SDR# с установленным плагином Meteor Demodulator и Gpredict connector для работы с gpredict (компенсации допплера)
Декодер Метеор М2
Gpredict