如何用不足百元的电视棒接收气象卫星云图

我发现，用一个仅仅8英镑的数字电视棒就可以在气象卫星经过头顶时直接接收到气象卫星云图了！虽然过去我也曾考虑过做这样的事，但直到上周，我才真正动手实践。
这是我第四次尝试时接收到的卫星云图：

(NOAA-15卫星拍摄的英国卫星云图，时间是2015年7月25日)

我怎么做到的？

美国国家和海洋大气管理局（NOAA）围绕地球发射了一些极轨气象卫星，每隔12小时左右便会经过同一地区。它们通过FM137MHz频道发射信号，传送图片。只需在电脑上启动软件无线电（SDR），就能借助数字音频广播（DAB）、调频广播（FM）或数字电视棒（Freeview dongle），将信号解码成图片。

我不是什么专家。这并不是一篇教程，只是作为备忘录，记录下了我在Mac上的操作过程。

使用的工具

• 一个Nooelec R820T USB电视棒（USB Dongle） (亚马逊标价：8英镑)
• CubicSDR软件无线电，用于接受、解调信号
• Soundflower软件，用于录制CubicSDR接收的音频数据，导入WXtoIMG中
• WXtoIMG在卫星通过时会自动开启接收并自动转码成图片，并且显示下一次卫星通过的时间。
• 将一条2m的线粘在微型天线（非MCX连接器）底部的螺钉孔中，我尝试将调频调至稍超出137MHz，以失败告终。（它的波长在2m左右。我似乎记得物理学建议最好将调频与之匹配，然而我并不想制造一个完整的天线，无论在时间、空间还是精力消耗上，那都会超出我的负荷。）

具体步骤

1. 在室外找到合适的地方。尽量减少遮挡物，以便更好地接受从太空传来的信号。
2. 打开Soundflower
3. 运行CubicSDR
   
   • 在36KHz带宽下，将CubicSDR调到卫星工作的频率 （137.xxMHz）
   • 输出音频至Soundflower(2ch)
4. 运行WXtoIMG
   
   • 在Options ->Recording Options中将录音声卡输出设置为Soundflower（2ch）
   • 如果是第一次使用，在File ->Update Keplers菜单中可以找到卫星的位置
   • 在File->Satellite Pass List列表中能找到预计卫星通过时间
5. 在File->Record菜单中将WXtoIMG设置为自动录音
6. 等待数据行出现在CubicSDR的界面上
   
   • 若数据行未出现在中央，则将数据行拖拽至屏幕左上方，直至行居中。数据行会根据时间做推移运动。（我个人认为这是由多普勒效应导致的）
7. 我的案例中，当卫星与器材的夹角大于20°时，干扰消失，图像显示在WXtoIMG上。当卫星在回航达到最高点时我获得了最佳影像。（我认为是受建筑等障碍物的影响）
8. 如果信号足够强，WXtoIMG就会把它解码成图像。在Enhancements->MSA Multispectral Analysis 中可以看到类似彩色照片的图片。

我用这套装备已经接收和尝试接收的信号:

• 调频广播
• ADS-B信号 —— 飞机可通过数据链广播其自身位置和飞行速度
  
  • 我使用了命令行程序dump1090来生成网页地图
    
  • 无意中接收到了伦敦公交司机及管制中心的信号（140MHz左右）
• 航空管制中心
• 国际空间站或其他卫星

相关链接

• Wikipedia: Automatic Picture Transmission –卫星如何返回图片
• RTL-SDR.com –这是一个关于RTL-SDR的网站，RTL是一种数字电视棒。
  
  • NOAA Satellite Reception Tutorial NOAA卫星接收教程
  • Quick Start Guide 快速开始指南
  • Where to buy RTL SDR Dongles 在哪里购买RTL SDR Dongles
• Osmocom SDR -这个网站上有个关于RTL-SDR 电视棒和命令行工具的页面