－业余卫星慢扫描电视接收

14.3　AR ISSat－1业余卫星慢扫描电视接收

1.活动背景

ARISSat－ 1是一颗由国际空间站发射的业余通信卫星。不同于一般的业余卫星，ARISSat－ 1具备了慢扫描电视图像发送功能，能传输太空照片。无线电图像通信是业余无线电活动的一个项目，其中慢扫描电视通信（SSTV）就是业余无线电爱好者们常用的“彩信”。这种流行于业余无线电爱好者之间的图像通信技术其实在三十多年前就已经出现，它是手机彩信的老前辈。

慢扫描电视通信技术硬软件要求很简单，只需要一些基本的无线电通信设备，加上图像通信软件就可以了。它是一项业余无线电通信的入门级技术。不少青少年朋友就是通过学习无线电图像通信，从而对业余无线电项目产生了兴趣，最后成为了“火腿”一族（业余无线电爱好者的别称）。

通过慢扫描电视技术，世界各国的爱好者们可相互传递个人影像、地域风光等图片资料，其中的内容可谓包罗万象。但ARISSat－ 1卫星通过太空数码相机拍摄、转发的SSTV图像却是以一种独特的视角俯视我们的家图——地球。而且每次传输的时间和图像的内容都会有些区别，值得期待。与地面图像通信不同的是：图像的传输是在卫星高速飞行过程中完成的，通信频率的干扰、传输的时间、卫星的位置、飞行的速度等因素都会对地面接收站造成意想不到的影响。因此ARISSat－ 1卫星太空慢扫描电视图像接收也并不是呆坐在电脑前输入几个指令那么简单，其中包含的不确定性将成为青少年朋友们新的挑战。

参加这个项目的学员应已掌握业余卫星信标接收（“希望一号”卫星）的基本操作，并会使用卫星轨道预测软件测算卫星的飞行轨道。

2.活动目标

1）知识与技能：通过让学生了解并接收ARISSat－ 1卫星SSTV图像，初步了解慢扫描电视通信的原理；学会连接卫星接收系统和慢扫描电视设备；掌握SSTV接收的基本操作技能，初步学会设置慢扫描电视软件并对接收的图像进行调整。

2）过程与方法：通过指导学生尝试应用MMSSTV慢扫描电视软件，学会连接并使用慢扫描电视系统，加深理解无线图像通信技术原理，掌握接收设备的连接与基本操作；通过对ARISSat－ 1卫星实时跟踪与图像接收，提高卫星图像通信操作技术。

3）情感与价值观：通过对业余卫星慢扫描电视通信技术的学习，进一步了解我国和世界宇航科技的发展，提高对学习无线电通信技术的兴趣；培养学生独立思考分析能力和善于合作的科学素养，激发环境意识，体验成功的快乐。

3.活动重点与难点

重点：慢扫描电视接收系统软件操作

难点：成功接收ARISSat－ 1卫星SSTV图像

4.活动对象

三至十一年级学生

5.活动时间

至少4课时（45分钟一课时，可根据卫星飞行预测时间表，安排不少于两次教学活动）

6.活动内容

1）主要学习任务

通过阅读相关资料，了解SUITSAT和ARISSat－ 1业余卫星背景知识。在学习应用慢扫描电视技术过程中，探究太空SSTV图像软件的应用方法，了解图像通信系统基本硬件组成。通过卫星轨道软件，进一步掌握卫星跟踪软件的使用技能，正确计算卫星轨道参数。以小组合作形式，使用VHF波段慢扫描电视接收系统，完成ARISSat－ 1卫星图像接收。进一步理解无线电传输中的多普勒效应，掌握规避的方法。

2）活动规则

活动可分两次完成，每次安排90分钟。第一次活动安排：介绍“宇航服卫星”计划到慢扫描电视技术发展的历程，让学生了解卫星图像通信的基本方法。在教学中，建议提供学生慢扫描电视接收通信器材，除主要功能键以外，应让学生先自学。老师展示并讲解ARISSat－ 1卫星慢扫描电视图像接收系统的组成，并指导学生通过卫星跟踪软件，获取卫星跟踪的轨道参数。

第二次活动安排：分组接收ARISSat－ 1卫星慢扫描电视图像。建议以小组合作形式，共同完成接收系统的连接和调试。根据预测时间，在老师的指导下，完成卫星追踪、图像接收和数据整理。

3）器材、场地要求

第一次活动：需要使用计算机房，预装MMSSTV软件；工作频率在145 MHz的FM收信机，音频线若干（根据学生人数）；2—4名学生为一小组，每组THF7接收机一台（或其他型号具有144 MHz FM方式的接收机，如FT－ 50对讲机等）。

第二次活动：必须安排在卫星经过本地上空的时段内，需要有空地，Orbitron卫星轨道预测软件，VHF五单元八木天线若干副（3至4名学生一组，每组一副）；手提电脑（一般3至4名同学为一组，每组一台）；高频通信线缆（配套天线和接收机），教学活动首先应在室内进行；卫星图像接收时可在室外，应尽可能选择空旷场地，避开高大建筑。

4）软件要求

机房台式机与手提电脑要预安装MMSSTV和Orbitron软件，及时加载、更新ARISSat－ 1卫星星历。

7.评价方法

由于本项学习任务带有合作探究学习的特性，因此建议以小组为评价的基本单元，采用“自评”、“互评”及教师的“师评”的三种方式。在具体学习评价中，重点要关注以下指标：

1）小组卫星通信方案、预测数据的科学性、可行性

2）小组表现的团队合作意识

3）探究学习目标达成情况

4）卫星图像资料整理、展示情况

8.活动过程

1）第一次活动

课题:ARISSat－ 1业余卫星与SSTV图像通信

2）第二次活动

课题:ARISSat－ 1太空SSTV图像接收

9.活动预期效果

在老师的指导下，学生通过小组合作探究，了解业余卫星慢扫描电视图像通信的原理和卫星追踪软件的应用，初步掌握了慢扫描电视软件的操作。能组装调试无线电接收设备，并根据相关轨道参数，在老师的指导下，完成ARISSat－ 1卫星追踪及慢扫描电视图像的接收。学生对学习无线电通信技术的兴趣、业余卫星图像通信知识、技能和无线电图像通信软件的应用能力都有所提高。