本文最早发布于本人的个人博客.
本篇中, 笔者使用的系统为 Debian 13 x64
笔者默认读者熟悉 linux 相关操作.
当你不确定自己是否需要 linux 时, 保持现状就好.
本文仅提供一种方法, 供交流学习使用
ASRTU-1 (下文简称为阿斯图) 是哈工大紫丁香卫星团队的一颗星, 其 UHF 遥测下行为 BPSK 9600. 其遥测制式及地面站工作流也被复用在最近发射的 BY-04 等卫星上. 以往, 阿斯图的接收与解调依赖 GNU Radio 等软件, 且主要工作在 Windows 平台上. Linux 平台虽有 LiveCD 可以使用, 但也面临效率底下/主系统老旧/操作复杂等问题. 笔者的主要工作与生活全部都在 Linux 上, 为了也能愉快收星, 我做了一些适配与探索, 在此形成一份文档, 供有需要的同志参考.
1. sdrpp 的魔改与使用
AlexandreRouma/SDRPlusPlus 是一个跨平台的 sdr 软件, 交互简单, 界面直观, 但有些功能上不尽如人意. 我们需要使用 sdr 来接收阿斯图的下行, 软件方面在 linux 上很难有更好的选择了. 对原版 sdrpp 进行小修改之后使用, 可以达到不错的效果, 那就先用着.
魔改
sdrpp 接收阿斯图的一大问题是, 他的 USB 模式带宽不太够 (12000), 而他的 RAW 格式又不那么好用 (不太兼容后续工作流). sdrpp 的带宽设置非常保守, 其作者在 Issues #392 #958 及 PRs #1203 等中多次反对增加带宽, 并直言
I didn't see the need for over 12KHz in USB, if you need to export the IQ for another decoder use the RAW mode instead.
Wasting CPU usage by running the demodulators at a higher samplerate for no reason or dramatically increasing complexity and and decreasing responsiveness by dynamically changing the samplerate at which the demodulators run?
There is no reason to have the modes go wider than actually needed because they are configured for normal usage. If you're trying to receive a complete out of spec signal it likely makes much more sense to have a dedicated demodulator.
然后收获了不少 :thumbsdown: .
所以我们只能修改其源代码并重新编译, 以支持更高的带宽, 来接入阿斯图解调流.
decoder_modules/radio/src/demodulators/radio_module.h 中找到 nb.init(NULL, 500.0 / 24000.0, 10.0); 将 24000 提升到 48000. decoder_modules/radio/src/demodulators/dsb.h, decoder_modules/radio/src/demodulators/lsb.h, decoder_modules/radio/src/demodulators/usb.h 中找到 getIFSampleRate() 处, 将返回值 12000 提升到 24000. 修改完毕. 按照文档直接编译即可.
现在就可以正常使用 24000 带宽的 USB 模式了.
使用
sdrpp 左侧菜单栏的组件, 可以在 Module Manager 中管理. 我个人习惯的配置是使用 两个 Recorder 来分别录制 Baseband 和 Audio, 他们可以同时工作并且没有什么问题. 我还开启了 Rigctl Server, 用于联动 Gpredict 进行自动多普勒控制.
2. Gpredict 自动追踪
Gpredict 是 Linux 下一个比较好用的卫星预测软件. 笔者认为, 至少在 UI 上, 比 Orbitron 先进太多. Gpredict 的配置网上有大把资料, 这里不详细赘述, 只简单讲一下流程.
- 新建一个自己的 QTH, 注意设置经纬度
- 更新星历. 欢迎使用 BI4PYM 老师的 AutoTLE
- 如果星历总是更新失败, 尝试去
$HOME/.config/Gpredict/satdata/ 中删除缓存
- 添加想要跟踪的卫星. 选择对应的卫星, 可以查看下一次过境详情及后续过境简报.
- Gpredict Radio Control 可以连接
rigctld 进行多普勒控制, 这里可以和之前配置的 sdrpp 联动上.
3. soundmodem BPSK 解调
能进行阿斯图解调的工具主要有
在 linux 上使用最方便且运行最稳定的当属 soundmodem 了. 这里使用 HyacinthSat 团队 fork 优化过的 soundmodem. 编译可以直接按照 README.md 中的步骤来, 在 linux 下非常便捷.
soundmodem 默认使用音频输入, 开放一个 ZMQ 端口 (5555) 送出遥测数据给上传器, 开放一个额外的 TCP 端口 (9985) 方便连接其他的数据解析器.
笔者的系统中音频使用 pipewire, 所以我使用 Helvum 软件可以直接控制软件间的音频通路, 将 sdrpp 输出的音频接入 soundmodem.
4. asrtu-sndmdm-backend 解析遥测数据
这是笔者的一个项目, 可以自动加载遥测格式, 并解析收到的数据, 形成表格.
HyacinthSat/asrtu-sndmdm-backend
这个工具可以搭配上文中的 soundmodem 使用, 也可以搭配流图使用. 他会连接 TCP 9985 端口上的服务.
这个工具针对阿斯图 223 bytes 遥测数据有特殊优化, 会进行不完整遥测包的拼包输出.
5. proxy_mmt 进行遥测上传
官方上传器为 proxy_mmt_gui, 使用 c 编写, 但在 linux 下面存在一点点兼容性 bug (可能原因是依赖库更新). LiveCD 中提取的可执行文件由于动态链接的问题, 不能使用. 这里我重新实现了一个 proxy_mmt_go 来解决 linux 下的遥测上传问题. 其网络行为与 proxy_mmt_gui 相同, 已验证过可以进行遥测上传. 配置文件使用 json, 允许使用 -c 参数指定其他的配置文件. 去掉了 TUI, 并有输出 log 到文件的功能. 具体用途与配置, 参见 项目主页.
我不建议在 Windows 上使用这个工具. Windows 上的 proxy_mmt_gui 足够好用.
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