业余卫星慢扫描电视图像接收

14.4.2　ARISSat－ 1业余卫星慢扫描电视图像接收

1. ARISSat－ 1业余卫星通信的特点

不同于一般在中轨道飞行的业余卫星，由于“ARISSat－ 1”卫星是在低轨道上，通过国际空间站上的宇航员双手“发送”的，因此它的飞行轨道相对较低。这也决定了它通信时间较短，通信范围相对较小。所以地面站必须要选择空旷、周围没有高大建筑物的地点，以尽可能地延长通信时间。

ARISSat－ 1卫星除了拥有众多业余无线电通信功能以外，它还携带着四台数码相机，所有这些设备在运行时都会消耗大量的电能。当卫星进入阳光照不到的“暗区”时，太阳能电池板无法发挥作用。在电能供不应求的状态下，卫星会经常性地进入“保护”工作模式，通过自动关闭大部分运行设备，尽可能延长星载电池的使用寿命。

由于ARISSat－ 1卫星飞行轨道很低，在与地球大气的摩擦过程中，它的速度下降会比一般卫星更快，因此它的飞行轨道经常产生变化。

2. ARISSat－ 1卫星最佳通信时机的预测

通过卫星轨道的预测软件Orbitron可以方便地预测卫星飞经的时间与轨道跟踪参数。由于ARISSat－ 1卫星低轨道飞行和特殊的电源运作方式，在预测卫星轨道时，还需要思考两个因素：“必要的仰角”与“必须有光照”。这将确保地面站有足够的通信时间和卫星电能。同学们可以从众多卫星轨道预测数据中逐一进行筛选。但还有一种更为简单的方法，对预测的参数进行预设定（见图14－30），让计算机来帮助你完成数据的筛选。掌握参数预设非常实用，因为今后在和其他业余卫星通信的过程中，可能也会遇到类似情况。

图14－30　预设条件参数

一次轨道预测并不代表此后就万事大吉了。由于ARISSat－ 1卫星的飞行轨道变化特别大，因此在进行正式通信前，还要再次输入最新的星历数据进行最后调整，从而获取最精确的轨道数据。

3. ARISSat－ 1慢扫描电视通信频率和调制方式

ARISSat－ 1的下行频率的范围在145.918～145.958 MHz之间，在此频段中包括了：“线性转发”、“CW信标”、“SSTV传输”、“相移键控”多种通信方式。而其中的145.950 MHz频率点是我们关注的重点。同学们可以使用各种型号的接收机，但必须具有良好的FM调频接收功能，并能对频率进行微调。当卫星通过上空时，要尽量地避开多普勒效应。因此，同学们要关注三个时间点：

◆AOS——Acquisition of signal的缩写，表示“信号捕获”，在观测点可以接收到信号，即信号出现的时刻。

◆LOS——Loss of signal的缩写，表示“信号丢失”，已经不能接收到信号，即信号消失的时刻。

◆TCA——Time of closet approach的缩写，表示“卫星最近时”，观察点距离卫星最近时刻，此时由于卫星运动而造成的多普勒频偏为零。

虽然地面站采用了调频方式接收卫星信号，受多普勒影响比较小，不需要频繁调整接收频率。但为最大限度地保证图像接收的质量，小组分工时，建议让一位同学根据Orbitron软件多普勒频移计算窗口，及时调整接收频率。在整个过程中，一般要调整2至3次。见图14－31。

图14－31　通过软件运算调整接收频率

与野外移动短波电台通信类似，业余卫星通信的所有设备也要事先进行认真调试。在设置地面站前，要对所用的器材进行检查，确保没有遗忘或故障。建议接收机要及时充电或配备用电池；多带一副线缆或其他易损备件；妥善安放电脑、天线等其他硬件设备。

外场图像通信实验，天气也是一个重要的影响因素。在炎热的夏天，往往会突遇暴雨。预先了解天气变化，做到防雷防雨防设备受损。一切都准备就绪了吗？那就静静等待ARISSat－ 1卫星给我们带来惊喜吧！

4.思考与研究

在业余卫星通信过程中，多普勒效应产生的频率变化会造成许多麻烦，在ARISSat－ 1卫星慢扫描电视图像接收过程中，你还想到了什么对策？请与大家一起分享吧。