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©SIProp Project, 2006-2017 1
5000円で誰でも作れる新世代衛星地上局
~50USD Ground Station~
今村謙之(JI1SZP)
noritsuna@siprop.org
©SIProp Project, 2006-2017 2
想定読者
衛星に興味がある人
アマチュア無線免許不要
アマチュア無線家でSDRに興味がある人
ソフトはあまり得意でない
ハンズオンや教育に衛星を取り入れてみたい人
安くお手軽簡単に衛星無線受信可能
©SIProp Project, 2006-2017 3
ゴール
5000円の予算で衛星無線の受信設備を整える
CWによる衛星のビーコンの受信
衛星の状態を取得できる
衛星の太陽光電圧の値
衛星のバッテリー電圧の値
衛星の加速度センサーの値
衛星の温度の値
このような設備を「地上局」や「地球局」と呼ぶ
©SIProp Project, 2006-2017 4
完成予定の新世代衛星地上局の図
SDR
ソフトウェア
衛星追尾
ソフトウェア
ロッドアンテナ
RTL-SDR
(ソフトウェア
無線機)
プリアンプ
©SIProp Project, 2006-2017 5
拡張例:ラズパイによるリモート受信
Raspberry Pi
RTL-SDR
(ソフトウェア
無線機)
窓サッシ用
ケーブル
Wi-Fi接続
SDR
ソフトウェア
防雨ケース
©SIProp Project, 2006-2017 6
目次
既存の衛星無線設備
何が問題なのか?
新世代衛星地上局とは?
コンセプト説明
5000円で整える受信設備
ソフトウェアのセットアップ
SDR-Radio
DigitalSoundCW
©SIProp Project, 2006-2017 7
何を衛星から受信するのか?
©SIProp Project, 2006-2017 8
何を衛星から受信するのか? 1/2
CW(モールス信号)を受信する
内容は、テレメトリーである
テレメトリーとは?
衛星の現在の状態
例:「ふじ3号」
http://www.jarl.org/Japanese/3_
Fuji/teleme/jatlm.htm
©SIProp Project, 2006-2017 9
何を衛星から受信するのか? 2/2
©SIProp Project, 2006-2017 10
既存の衛星無線設備の問題点
©SIProp Project, 2006-2017 11
既存の衛星無線設備
『受信のみ』最低構成
アマチュア無線機:15万円
安定化電源:1万円
TNC(モデム):2万円
プリアンプ:2万円
クロス八木アンテナ:3万円
合計:23万円
オプション
ローテーター
水平角
仰角
サテライトトラッカー
合計:約20万円
静岡大のSTARS用地上局
©SIProp Project, 2006-2017 12
既存の衛星無線設備の問題点
非常に高額である
理由:衛星運用者のみをターゲットとしている
100%の受信成功率を目標とする
送信も可能である
様々な変調方式に対応する
(アマチュア)無線局運用免許が必須
理由:送信も想定しているため
©SIProp Project, 2006-2017 13
これからの超小型衛星の在り方
©SIProp Project, 2006-2017 14
これからの超小型衛星の在り方
今後、超小型衛星の軌道滞在数は数万台になる
無線(電波)について
衛星が発信する電波は、ビーコン(CW)のみとなる
データ系は、通信専用衛星により通信される
あり方について
各種企業や団体による運用も始まり、身近なものとなる
必要な機能の絞り込み
無線(電波)について
「受信」と「CW」のみ対応
あり方について
誰でも体験できることが重要
(アマチュア)無線免許不要
安価であること
©SIProp Project, 2006-2017 15
新世代衛星地上局の仕様
利得:衛星からのCWが受信できること
一般的な100mW出力なら、22dBくらいあればOK
http://www.jarl.org/Japanese/3_Fuji/teleme/tlmindex.htm
価格:中学生のお小遣いで買えること
5000円の受信専用設備
アマチュア無線機:15万円 + 安定化電源:1万円
SDRへ置き換え
TNC(モデム):2万円
PCによるソフトウェア処理に置き換え
プリアンプ:2万円
IoTの流れをくむ、中華激安商品に置き換え(30dB)
クロス八木アンテナ:3万円 + ローテーター:20万円
モノポール(ロッド)・アンテナに置き換え(5.5dB)
無指向性のアンテナへの置き換え
入手性
アマゾンですべて購入可能
©SIProp Project, 2006-2017 16
設備:SDR
固定リンク: http://amzn.asia/3UC27W8
©SIProp Project, 2006-2017 17
設備:アンテナ
固定リンク: http://amzn.asia/5QqaVSN
©SIProp Project, 2006-2017 18
設備:プリアンプ(LNA)
固定リンク: http://amzn.asia/cv99WMW
©SIProp Project, 2006-2017 19
設備:ケーブル(アンテナ-プリアンプ間)
固定リンク: http://amzn.asia/9Crd3vH
©SIProp Project, 2006-2017 20
設備:ケーブル(SDR-プリアンプ間)
固定リンク: http://amzn.asia/gqdZ45W
©SIProp Project, 2006-2017 21
設備一式の接続方法
アンテナ - (RFin)プリアンプ(RFout) - SDR - PC
プリアンプは、5-12Vの電源が必須
USBから5Vを取るのが楽であるが、得られる利得がギリギリ
のため12V電源をお勧めする
アンテナは、地表に対して水平に設置する
ベランダに水平に設置するとよい
©SIProp Project, 2006-2017 22
注意点
これらの設備は最低限である(利得:-92dB)
地上の違法無線が衛星周波数帯にも現れる
コンディションが良くないと受信するのは難しい
RTL-SDRは発熱により周波数がずれる
長時間受信時は手動調整が必要。斜めのものが衛星
ドップラーシフト
により斜めに
なっている
©SIProp Project, 2006-2017 23
改善点
SDR -> 冷やす(周波数ずれ対応)
冷却ファンの搭載
http://amzn.asia/9usGv4A
SDR -> 高品質なものに変更する
RTL-SDR
http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/
LimeSDR
https://www.crowdsupply.com/lime-micro/limesdr
SDR -> 激安中華製ハンディー機に変更する
http://amzn.asia/3A7aEIb
http://amzn.asia/aUj9gEk
SDR-RadioにOmniRigをインストールすることで制御可能
Kenwood互換
技適をうけてないので、送信不可
©SIProp Project, 2006-2017 24
改善点
アンテナ -> 利得の高いアンテナに変更する
500円自作八木アンテナ(安価に作成できるが指向性
が強いため扱いにくいのでお勧めではない)
http://www.jamsat.or.jp/features/cheapyagi/index.html
高利得ロッドアンテナ
http://amzn.asia/4gfGBgr
グランドプレーンアンテナ
http://amzn.asia/b04ND5g
プリアンプ -> フィルター入りのものに変更する
430MHz帯or 140MHz帯用のプリアンプ
http://amzn.asia/cB2r8U0
AliExpressやeBayで探す
©SIProp Project, 2006-2017 25
おすすめ設備:SDR
固定リンク: http://amzn.asia/aCffUf2
個人輸入するならば、 $19.95USDで購入可能
http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/
©SIProp Project, 2006-2017 26
おすすめ設備:アンテナ
固定リンク: http://amzn.asia/4gfGBgr
©SIProp Project, 2006-2017 27
おすすめ設備:ベランダ取り付け器具
固定リンク: http://amzn.asia/eszH4S2
固定リンク: http://amzn.asia/dAy38fl
©SIProp Project, 2006-2017 28
おすすめ設備による受信 1/2
機材一式
アンテナ
SG7900
SDR
RTL-SDR.COM
コネクタがSMA
プリアンプ
Hiletgo製
12V電源
合計:約13,000円
あるとよいもの
SDR用冷却ファン
ベランダ取り付け器具
©SIProp Project, 2006-2017 29
おすすめ設備による受信 2/2
受信レベル: -92dBm -> -77dBm(15dBmの改善)
ドップラーシフト
により斜めに
なっている
©SIProp Project, 2006-2017 30
受信用ソフトのセットアップ
©SIProp Project, 2006-2017 31
ターゲットソフト
SDR-Radio V3
http://sdr-radio.com/
対応環境
Windows 7 or higher (32bit & 64bit)
2017年7月現在、プレビュー版のため90日で再インストール
が必要。2017年末に正式版リリース予定
©SIProp Project, 2006-2017 32
SDR-Radioのダウンロード方法
©SIProp Project, 2006-2017 33
ダウンロード方法 1/3
SDR-Radioのサイトの下記の場所をクリックする
Version3 -> Getting Started -> Downloads
©SIProp Project, 2006-2017 34
ダウンロード方法 2/3
使用するWindows用のも
のをダウンロードする
32bit or 64bit
例は、「Google」とする
©SIProp Project, 2006-2017 35
ダウンロード方法 3/3
右図のような
画面が表示さ
れるため[ダウ
ンロード]ボタ
ンをクリックす
る
2回表示される
©SIProp Project, 2006-2017 36
SDR-Radioのインストール方法
©SIProp Project, 2006-2017 37
インストール方法 1/2
ダウンロードしたファイルを実行する
その後は、デフォルトのまま[Next>]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 38
インストール方法 2/2
VC++のランタイムがインストールされていない場
合、下記のようなダイアログが表示される
[OK]をクリックして、インストールを行う
©SIProp Project, 2006-2017 39
SDR-Radioのドライバセットアップ方法
©SIProp Project, 2006-2017 40
ドライバセットアップ方法 1/4
1. RTL-SDRをUSB端子に接続する
2. SDR-Radioを起動する
1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console
3. 初回起動時orドライバ未セットアップ時は下記の
ダイアログが表示される
1. [Definitions]をクリックする
1. RTL-SDRをUSB端子に接続する
2. SDR-Radioを起動する
1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console
3. 初回起動時orドライバ未セットアップ時は下記の
ダイアログが表示される
1. [Definitions]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 41
ドライバセットアップ方法 2/4
ドライバ認識画面が表示されるので、RTL-SDR
を検索する
Search -> RTL Dongle
©SIProp Project, 2006-2017 42
ドライバセットアップ方法 3/4
自動で認識され、下記のダイアログが表示され
る
[Add]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 43
ドライバセットアップ方法 4/4
ドライバ認識画面に[RTL Dongle]が表示される
[Enable]にチェックを入れて、[OK]をクリックする
以上で、ドライバのセットアップは終了です
©SIProp Project, 2006-2017 44
SDR-Radioのドライバセットアップ方法
Zadig編
©SIProp Project, 2006-2017 45
Zadigドライバセットアップ方法 1/6
状況により、ドライバの自動認識が出来ない場
合がある
下記のダイアログが表示される
この場合、Zadigというソフトウェアをインストールする
©SIProp Project, 2006-2017 46
Zadigドライバセットアップ方法 2/6
Zadig
http://zadig.akeo.ie/
上記サイトより、
Zadigをダウンロード
する
©SIProp Project, 2006-2017 47
Zadigドライバセットアップ方法 3/6
ダウンロードしたファイルを実行すると、下記の
画面が表示される
©SIProp Project, 2006-2017 48
Zadigドライバセットアップ方法 4/6
RTL-SDRが表示されるように設定を変更する
[Options] -> [List All Devices]にチェックを入れる
©SIProp Project, 2006-2017 49
Zadigドライバセットアップ方法 5/6
ドライバをインストールする
デバイス: [Bulk-In, Interface(Interface0)]
Interface1もあるがInterface0だけでよい
Driver: [WinUSB(v6.x.xxxx.xxxxx)]
として、[Install Driver]をクリックする
以上で、ドライバのインストールは終了です
©SIProp Project, 2006-2017 50
Zadigドライバセットアップ方法 6/6
SDR-Radioで、再度RTL-SDRを検索する
Search -> RTL Dongle
©SIProp Project, 2006-2017 51
SDR-Radioの設定方法
Satellite(衛星)モードを有効にする
©SIProp Project, 2006-2017 52
SDR-Radioの設定方法 1/5
SDR-Radioの起動時には、ドライバ選択画面が
表示される
[RTL Dongle]を選択して、[Start]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 53
SDR-Radioの設定方法 2/5
SDR-Radio + RTL-SDRの起動に成功すると、下
記のような画面が表示され、スピーカーから受信
音が聞こえる
©SIProp Project, 2006-2017 54
SDR-Radioの設定方法 3/5
Satellite(衛星)モードが初期設定では無効にさ
れているため、有効にする
Viewタブ -> Select をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 55
SDR-Radioの設定方法 4/5
衛星モードを有効にする
Satellitesの[Enable]にチェックを入れる
©SIProp Project, 2006-2017 56
SDR-Radioの設定方法 5/5
衛星モードが有効になった状態
クリックすると衛星用の画面が起動する
©SIProp Project, 2006-2017 57
SDR-Radioの衛星に関する設定方法
地上局の位置情報を登録する
©SIProp Project, 2006-2017 58
地上局の位置情報の登録 1/6
下記の画面が衛星用の画面となる
無線受信用の画面は別画面で起動している
©SIProp Project, 2006-2017 59
地上局の位置情報の登録 2/6
自宅(自地上局)の海抜・緯度・経度を登録する
これにより、「現在受信範囲にある衛星」という条件で
検索ができるようになる
[Home Lat/Log]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 60
地上局の位置情報の登録 3/6
地上局の海抜・緯度・経度を登録する
海抜 = Height
緯度 = Latitude
経度 = Longitude
©SIProp Project, 2006-2017 61
地上局の位置情報の登録 4/6
マピオンで地上局の海抜を調べる
住所やランドマークから検索可能。例は東京駅。
https://www.mapion.co.jp/
©SIProp Project, 2006-2017 62
地上局の位置情報の登録 5/6
世界的に調べたい場合は下記のサイトを利用
http://flood.firetree.net/
例:東京駅(緯度:35.681167 経度:139.767052)
紫に着色されている箇所が、海抜「9m」以下となる
http://flood.firetree.net/?ll=35.681167,139.767052
©SIProp Project, 2006-2017 63
地上局の位置情報の登録 6/6
Geocodingで地上局の緯度・経度を調べる
住所やランドマークから検索可能。例は東京駅。
http://www.geocoding.jp/
©SIProp Project, 2006-2017 64
SDR-Radioの衛星に関する設定方法
衛星の軌道データの設定をする
©SIProp Project, 2006-2017 65
衛星の軌道データの設定 1/4
受信したい衛星の軌道データを登録する
[Data Files]タブ -> [Data Files]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 66
衛星の軌道データの設定 2/4
[Add]ボタンをクリックして、必要なサイトを登録す
る
下記はデフォルトで用意されているサイト一覧である
これで困ることはないと思われる
©SIProp Project, 2006-2017 67
衛星の軌道データの設定 3/4
受信したい衛星の軌道情報を表示する
下記の例は「STARS-C」を表示する場合
[celestrak.com] -> [Cubesat] -> [STARS-C]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 68
衛星の軌道データの設定 4/4
表示されたSTARS-Cの軌道情報
©SIProp Project, 2006-2017 69
SDR-Radioの衛星に関する設定方法
お気に入りの衛星を登録する
©SIProp Project, 2006-2017 70
お気に入りの衛星を登録する 1/3
毎回リストから衛星を選ぶのは大変である
お気に入りの衛星を[Satellite List]に登録する
[Home]タブ -> [Satellite List] -> [Select]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 71
お気に入りの衛星を登録する 2/3
[Filter]に登録したい衛星名を入力する
下記の例は、「STARS-C」を登録する場合
[STARS-C]を選択する
[Add to Satellite List]をチェックし、[Select]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 72
お気に入りの衛星を登録する 3/3
[Satellite List]に「STARS-C」が登録される
©SIProp Project, 2006-2017 73
SDR-Radioの衛星に関する設定方法
衛星の無線周波数の設定をする
©SIProp Project, 2006-2017 74
衛星の無線周波数の設定 1/7
衛星が利用する無線周波数情報は入力されて
いない
入力済みの場合、赤丸のエリアに表示される
©SIProp Project, 2006-2017 75
衛星の無線周波数の設定 2/7
衛星の周波数情報を入手す
る
各衛星公式の運用情報サイト
各衛星の運用者が公開している
サイトへアクセスする
例:STARS-Cの公式運用情報
http://www.ipc.shizuoka.ac.j
p/~vk127139/radio.html
アマチュア無線を利用している
場合
IARUの周波数登録情報
http://www.amsatuk.me.uk/iaru/
finished.php
©SIProp Project, 2006-2017 76
衛星の無線周波数の設定 3/7
衛星の利用する無線周波数情報を登録する
1. [Satellite List] -> [衛星名]をクリックする
2. [Current] -> [Organise]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 77
衛星の無線周波数の設定 4/7
周波数登録画面が表示される
[RX]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 78
衛星の無線周波数の設定 5/7
左のダイアログが表示される
調べた衛星の周波数情報を基にして、右のダイアロ
グのように入力する
Title: [わかりやすい名前]
Frequency(周波数): 437.245MHz
Mode(変調方式): CW-U
[Center frequency]も同じにしておくとメイン画面の中央に登録
した周波数が来るため、見やすくなる
©SIProp Project, 2006-2017 79
衛星の無線周波数の設定 6/7
周波数情報が登録される
©SIProp Project, 2006-2017 80
衛星の無線周波数の設定 7/7
[Current]に周波数情報が登録される
©SIProp Project, 2006-2017 81
ドップラーシフトを設定する
©SIProp Project, 2006-2017 82
ドップラーシフトの設定1/2
ドップラーシフトを設定する
[Help]タブ -> [Tools] -> [Options]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 83
ドップラーシフトの設定2/2
基本的にはデフォルトのままで問題ない
[Satellites] -> [Doppler]をクリックする
衛星が受信可能になる最初から受信しないと有効にならない
©SIProp Project, 2006-2017 84
SDR-Radioで衛星受信をする
©SIProp Project, 2006-2017 85
SDR-Radioで衛星受信をする 1/2
周波数情報を基に受信を開始する
[Current]の登録した周波数情報をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 86
SDR-Radioで衛星受信をする 2/2
SDR-Radio画面が周波数情報に合わせて変更さ
れる
[Receive]と[Mode]が変更される
ドップラーシフトも自動で行われるが手動でもよい
©SIProp Project, 2006-2017 87
SDR-Radioで周波数のずれを修正する
©SIProp Project, 2006-2017 88
SDR-Radioで周波数のずれを修正する 1/4
衛星の周波数と受信している周波数がずれている
赤四角が現在受信している周波数
赤円が衛星からの電波
[Home]タブ -> [Radio] -> [Calibration]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 89
SDR-Radioで周波数のずれを修正する 2/4
下記のダイアログが表示される
赤円内の数値をクリックして、周波数を合わせる
©SIProp Project, 2006-2017 90
SDR-Radioで周波数のずれを修正する 3/4
下記のダイアログが表示される
赤円内の数値をクリックして、周波数を合わせる
©SIProp Project, 2006-2017 91
SDR-Radioで周波数のずれを修正する 4/4
赤円の周波数ピークと赤四角が重なるように、
PPMの値を増減させる
例では、「-2.20」にしている
©SIProp Project, 2006-2017 92
まだ周波数がずれる場合
フィルターの範囲を広げる
©SIProp Project, 2006-2017 93
フィルターの範囲を広げる 1/6
フィルター範囲を広げることにより受信範囲が広
がる
赤四角の横幅がフィルターの範囲となる
©SIProp Project, 2006-2017 94
フィルターの範囲を広げる 2/6
左欄の上から3番目のフィルターを変える
下記は[1kHz]に変えた場合の赤四角の範囲
©SIProp Project, 2006-2017 95
フィルターの範囲を広げる 3/6
衛星の利用する無線周波数情報を変更する
1. [Satellite List] -> [衛星名]をクリックする
2. [Current] -> [Organise]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 96
フィルターの範囲を広げる 4/6
衛星周波数情報ダイアログを表示する
[Filter]にチェックを入れる
©SIProp Project, 2006-2017 97
フィルターの範囲を広げる 5/6
フィルターの範囲を設定する
下記の例は[4kHz]幅にする場合
©SIProp Project, 2006-2017 98
フィルターの範囲を広げる 6/6
変更されたフィルターの範囲
[4kHz]幅で設定した衛星周波数情報
広いほど、受信範囲が広がり「雑音」も多く拾ってしまう
程よい範囲を模索すること
変更されたフィルターの範囲
[4kHz]幅で設定した衛星周波数情報
広いほど、受信範囲が広がり「雑音」も多く拾ってしまう
程よい範囲を模索すること
©SIProp Project, 2006-2017 99
受信したCW(モースル信号)を録音する
©SIProp Project, 2006-2017 100
受信したCW(モースル信号)を録音する 1/3
受信したCWをリアルタイムで解析することは失
敗のリスクが高い
録音しておくことで、あとでゆっくりと解析する
[Recoding]タブ -> [Data] -> [Options]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 101
受信したCW(モースル信号)を録音する 2/3
下記のダイアログが表示される
保存先のディレクトリを指定する
ファイル名例:10-Jul-2017 172532.003 437.466MHz 000.wav
衛星が受信可能となったら録音を開始する場合
[Data(IQ)] -> Enableにチェックを入れる
©SIProp Project, 2006-2017 102
受信したCW(モースル信号)を録音する 3/3
手動で録音する場合
[Recoding]タブ -> [Data] -> [Start] or [Stop]をクリッ
クする
©SIProp Project, 2006-2017 103
録音したCW(モースル信号)を再生する
©SIProp Project, 2006-2017 104
録音したCW(モースル信号)を再生する 1/3
SDR-Radio画面を開いて、録音データを再生する
[Rec/Playback]タブ -> [Data::Playback] -> [Open]をク
リックする
©SIProp Project, 2006-2017 105
録音したCW(モースル信号)を再生する 2/3
左のダイアログが表示される
[Folder] -> [Browse]に保存先のディレクトを入力する
下部リストに一覧が表示されるので、再生したいデー
タをクリックする
[Play]ボタンを押す
©SIProp Project, 2006-2017 106
録音したCW(モースル信号)を再生する 3/3
SDR-Radio画面に切り替わり、録音データが再
生される
ストップ・リピートなどは、[Data::Playback]で行う
©SIProp Project, 2006-2017 107
受信したCW(モースル信号)を解析する
©SIProp Project, 2006-2017 108
受信したCW(モースル信号)の解析 1/7
DigitalSoundCWを用いて解析する
本ソフトウェアは、マイク(音声)入力を解析して、モー
ルス信号に変換してくれる
http://www.geocities.jp/JA3CLM/
CWを聞き取れる方は本ソフトウェアは不要です
インストール時の注意点
mfc120u.dll が見つからないため、このアプリを開始できませ
んと表示された場合は、マイクロソフトの下記サイトから『C++
再頒布可能パッケージ』をダウンロードして下さい。
https://support.microsoft.com/ja-jp/help/3179560/update-
for-visual-c-2013
©SIProp Project, 2006-2017 109
受信したCW(モースル信号)の解析 2/7
DigitalSoundCWを起動すると下記のような画面と
なる
©SIProp Project, 2006-2017 110
受信したCW(モースル信号)の解析 3/7
パソコンのマイク端子とスピーカー(イヤホン)端
子をステレオケーブルで接続する
端子がない場合は、[Sound Device]を[ステレオミキ
サー]に変更する
©SIProp Project, 2006-2017 111
受信したCW(モースル信号)の解析 4/7
[信号入力](マイク端子)の有効にする
[信号入力] -> [右側]
何も入力がない場合は、[左側]を試す
©SIProp Project, 2006-2017 112
受信したCW(モースル信号)の解析 5/7
信号の入力があった場合
[CW Signal Level]ウィンドウに緑色の波形などが表示
される
CW(モールス信号)の受信に成功した場合
[RX>]ウィンドウにアルファベットが表示される
©SIProp Project, 2006-2017 113
受信したCW(モースル信号)の解析 6/7
音声レベルが低すぎて認識できない場合
ボリュームを上げる -> これが不可能な場合
[Threshold]を変更する
©SIProp Project, 2006-2017 114
受信したCW(モースル信号)の解析 7/7
[Threshold]を[Auto]にする
[Auto]にチェックを入れる
©SIProp Project, 2006-2017 115
CW(モースル信号)からテレメトリーを
解読する
©SIProp Project, 2006-2017 116
何を衛星から受信するのか? 1/2
CW(モールス信号)を受信する
内容は、テレメトリーである
テレメトリーとは?
衛星の現在の状態
例:「ふじ3号」の公式運用情報
http://www.jarl.org/Japanese/3_
Fuji/teleme/jatlm.htm
©SIProp Project, 2006-2017 117
何を衛星から受信するのか? 2/2
©SIProp Project, 2006-2017 118
完成!新世代衛星地上局の図
©SIProp Project, 2006-2017 119
より完璧な設備を目指す
これ以降はオプションです
©SIProp Project, 2006-2017 120
Raspberry Piでリモート操作する方法
©SIProp Project, 2006-2017 121
現状の設備の問題点
ベランダにアンテナを設置してしまうと・・・
ケーブルを室内に取り込むために、窓が開けっぱなし
になる
ケーブルにより移動が制限されてしまう
衛星が日本上空に来る時間はさまざまである
外出先など、自宅以外の場所でも受信できるべきであ
る
これでは、実用的な受信設備とは言えない!!!
©SIProp Project, 2006-2017 122
現状の設備のアップデート策
Raspberry PiにSDR機能をインストールすること
で、リモートでSDRを利用できるようにする
1. Raspberry PiにSDRをセットアップする
2. Raspberry Pi&SDRを防雨ケースに入れる
• これにより、屋外でも運用できるようにする
3. 窓用LANケーブルを接続する
4. PoEもどきLANケーブル&アダプタで電源供給する
• これにより、窓を閉められるようになる
5. 自宅LANにつなげる
• これにより、リモート(外出先)でアクセスできる
©SIProp Project, 2006-2017 123
追加設備
©SIProp Project, 2006-2017 124
設備:Raspberry Pi 1/2/3/Zero/ZeroW
固定リンク: http://amzn.asia/iQhJ12f
©SIProp Project, 2006-2017 125
設備:ケーブル(サッシ用)
固定リンク: http://amzn.asia/2FQVf0s
©SIProp Project, 2006-2017 126
設備:LAN分岐アダプタ(PoE改造用)
固定リンク: http://amzn.asia/92cx0KO
©SIProp Project, 2006-2017 127
設備:防雨ケース
固定リンク: http://amzn.asia/g8T1Df3
©SIProp Project, 2006-2017 128
追加設備の加工とセットアップ
©SIProp Project, 2006-2017 129
LANケーブルの仕様
100BASE-TXの場合、4芯しか利用していない
余る4,5,7,8番線を利用して、5,12Vを供給する
LANケーブルは2種類あるため、芯の色で判断し
てはいけない
©SIProp Project, 2006-2017 130
LAN分岐アダプタの加工
「LAN分岐アダプタ」の2つLANコネクタがある側
のどちらか1つの4,5,7,8番線を切断する
「LAN分岐アダプタ」 2つとも加工する
切断したほうが「ルータ・ハブ」用と「Raspberry Pi」用と
なる
©SIProp Project, 2006-2017 131
LANケーブルの加工
必要な電源
5V=Raspberry Pi用
12V=プリアンプ用
結線
4番線(青)=+5V
5番線(白青)=5V-GND
7番線(白茶)=12V-GND
8番線(茶)=+12V
「T568A」タイプのケーブルの場合
©SIProp Project, 2006-2017 132
LANケーブルの配線
RPi - LAN分岐アダプタ – ケーブル(サッシ用) -
LAN分岐アダプタ – ルータ
屋外側の「LAN分岐アダプタ」に癒着テープを巻くなど
して、雨対策をすること
Raspberry PiへはGPIOピンから電源供給を行う
RPi側4番ピン=LAN側ケーブル4番線(青)=+5V
RPi側6番ピン=LAN側ケーブル5番線(白青)=5V-GND
©SIProp Project, 2006-2017 133
屋外(アンテナ付近)への設置
©SIProp Project, 2006-2017 134
Raspberry Piのセットアップ
©SIProp Project, 2006-2017 135
Raspberry Piのセットアップ
必要な手順
1. Raspbianをインストールする
2. RTL-SDRサーバをセットアップする
3. RTL-SDRクライアントをセットアップする
=SDR-RadioからRTL-SDRサーバを使えるようにする
※「1」に関しては、インターネットに多数の情報があるため、
ご自分で調査してください。
これ以降は、「1」まで終わっているものとします。
©SIProp Project, 2006-2017 136
RTL-SDRサーバをセットアップする
©SIProp Project, 2006-2017 137
RTL-SDRサーバのセットアップ 1/5
Raspberry PiにRTL-SDRドライバとサーバをイン
ストールする
これ以降、すべての操作はRaspberry Pi上で行う
1. # sudo apt-get install -y git cmake libusb-1.0-0.dev build-
essential
2. # git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git
3. # cd rtl-sdr/
4. # mkdir build
5. # cd build
6. # cmake ../
7. # make
8. # sudo make install
9. # sudo ldconfig
©SIProp Project, 2006-2017 138
RTL-SDRサーバのセットアップ 2/5
起動スクリプトを作成する
下記の内容:[/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh]
1. #!/bin/bash
2. INTERFACE=eth0
3. IP=`ip addr show $INTERFACE | grep inet | grep -v inet6 |
awk '{print $2}' | cut -d'/' -f1`
4. if [[ $IP != '' ]] ; then
5. /usr/local/bin/rtl_tcp -a $IP
6. else
7. echo "Cannot find IPv4 address on $INTERFACE
interface." >&2
8. exit 1
9. fi
©SIProp Project, 2006-2017 139
RTL-SDRサーバのセットアップ 3/5
systemd用の自動起動スクリプトを作成する
下記の内容:[/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.service]
1. [Unit]
2. After=network-online.target
3. [Service]
4. Type=simple
5. ExecStart=/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh
6. ExecStop=killall rtl_tcp
7. Restart=on-failure
8. RestartSec=10
9. User=pi
10.[Install]
11.WantedBy=multi-user.target
©SIProp Project, 2006-2017 140
RTL-SDRサーバのセットアップ 4/5
systemdに自動起動スクリプトをセットする
1. # chmod +x /home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh
2. # sudo cp /home/pi/rtl-sdr/rtl-sdr.rules /etc/udev/rules.d
3. # sudo bash -c 'echo "blacklist dvb_usb_rtl28xxu" >
/etc/modprobe.d/dvb_usb_rtl28xxu.conf’
4. # sudo systemctl enable /home/pi/rtl-
sdr/build/rtl_tcp.service
©SIProp Project, 2006-2017 141
RTL-SDRサーバのセットアップ 5/5
IPアドレスをメモする
ifconfigコマンドで確認できる
IPアドレスが定期的に変わってしまう場合は固定IPア
ドレスにすることを検討する
ルータの設定をすることにより、外出先など自宅外からもアク
セスが可能である
セキュリティー上の問題があるため、セキュリティーに関する知
識をしっかり身に着けたうえで設定してほしい。そのため、ここ
ではあえて設定法は記述しない
興味のある方は、「ポートフォワーディング」と「ダイナミック
DNS」のキーワードで検索してほしい
あとは、Raspberry Piを再起動するか、起動スクリプト
を実行すれば、RTL-SDRサーバが起動します。
©SIProp Project, 2006-2017 142
RTL-SDRクライアントをセットアップする
©SIProp Project, 2006-2017 143
RTL-SDRクライアントのセットアップ 1/8
1. SDR-Radioを起動する
1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console
2. 無線機選択ダイアログが表示される
1. [Definitions]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 144
RTL-SDRクライアントのセットアップ 2/8
ドライバ認識画面が表示されるので、RTL-SDR
を検索する
Search -> RTL Dongle(TCP)
©SIProp Project, 2006-2017 145
RTL-SDRクライアントのセットアップ 3/8
下記のダイアログが表示される
[Add]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 146
RTL-SDRクライアントのセットアップ 4/8
下記のダイアログが表示される
[Address]にRaspberry PiのIPアドレスを入れる
外部からアクセスする場合は、FQDNなどを入れる
[Model]にわかりやすい名前を入れる
[OK}をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 147
RTL-SDRクライアントのセットアップ 5/8
下記のダイアログが表示される
[Add]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 148
RTL-SDRクライアントのセットアップ 6/8
RTL-SDR認識ダイアログに追加される
[OK]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 149
RTL-SDRクライアントのセットアップ 7/8
ドライバ認識画面に[RTL Dongle]が表示される
[Enable]にチェックを入れて、[OK]をクリックする
©SIProp Project, 2006-2017 150
RTL-SDRクライアントのセットアップ 8/8
無線機選択ダイアログに追加される
以上で、ドライバのセットアップは終了です。いままで
の[RTL Dongle]と同じように利用可能です。
©SIProp Project, 2006-2017 151
受信例

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5000円で誰でも作れる新世代衛星地上局

  • 1. ©SIProp Project, 2006-2017 1 5000円で誰でも作れる新世代衛星地上局 ~50USD Ground Station~ 今村謙之(JI1SZP) noritsuna@siprop.org
  • 2. ©SIProp Project, 2006-2017 2 想定読者 衛星に興味がある人 アマチュア無線免許不要 アマチュア無線家でSDRに興味がある人 ソフトはあまり得意でない ハンズオンや教育に衛星を取り入れてみたい人 安くお手軽簡単に衛星無線受信可能
  • 3. ©SIProp Project, 2006-2017 3 ゴール 5000円の予算で衛星無線の受信設備を整える CWによる衛星のビーコンの受信 衛星の状態を取得できる 衛星の太陽光電圧の値 衛星のバッテリー電圧の値 衛星の加速度センサーの値 衛星の温度の値 このような設備を「地上局」や「地球局」と呼ぶ
  • 4. ©SIProp Project, 2006-2017 4 完成予定の新世代衛星地上局の図 SDR ソフトウェア 衛星追尾 ソフトウェア ロッドアンテナ RTL-SDR (ソフトウェア 無線機) プリアンプ
  • 5. ©SIProp Project, 2006-2017 5 拡張例:ラズパイによるリモート受信 Raspberry Pi RTL-SDR (ソフトウェア 無線機) 窓サッシ用 ケーブル Wi-Fi接続 SDR ソフトウェア 防雨ケース
  • 6. ©SIProp Project, 2006-2017 6 目次 既存の衛星無線設備 何が問題なのか? 新世代衛星地上局とは? コンセプト説明 5000円で整える受信設備 ソフトウェアのセットアップ SDR-Radio DigitalSoundCW
  • 7. ©SIProp Project, 2006-2017 7 何を衛星から受信するのか?
  • 8. ©SIProp Project, 2006-2017 8 何を衛星から受信するのか? 1/2 CW(モールス信号)を受信する 内容は、テレメトリーである テレメトリーとは? 衛星の現在の状態 例:「ふじ3号」 http://www.jarl.org/Japanese/3_ Fuji/teleme/jatlm.htm
  • 9. ©SIProp Project, 2006-2017 9 何を衛星から受信するのか? 2/2
  • 10. ©SIProp Project, 2006-2017 10 既存の衛星無線設備の問題点
  • 11. ©SIProp Project, 2006-2017 11 既存の衛星無線設備 『受信のみ』最低構成 アマチュア無線機:15万円 安定化電源:1万円 TNC(モデム):2万円 プリアンプ:2万円 クロス八木アンテナ:3万円 合計:23万円 オプション ローテーター 水平角 仰角 サテライトトラッカー 合計:約20万円 静岡大のSTARS用地上局
  • 12. ©SIProp Project, 2006-2017 12 既存の衛星無線設備の問題点 非常に高額である 理由:衛星運用者のみをターゲットとしている 100%の受信成功率を目標とする 送信も可能である 様々な変調方式に対応する (アマチュア)無線局運用免許が必須 理由:送信も想定しているため
  • 13. ©SIProp Project, 2006-2017 13 これからの超小型衛星の在り方
  • 14. ©SIProp Project, 2006-2017 14 これからの超小型衛星の在り方 今後、超小型衛星の軌道滞在数は数万台になる 無線(電波)について 衛星が発信する電波は、ビーコン(CW)のみとなる データ系は、通信専用衛星により通信される あり方について 各種企業や団体による運用も始まり、身近なものとなる 必要な機能の絞り込み 無線(電波)について 「受信」と「CW」のみ対応 あり方について 誰でも体験できることが重要 (アマチュア)無線免許不要 安価であること
  • 15. ©SIProp Project, 2006-2017 15 新世代衛星地上局の仕様 利得:衛星からのCWが受信できること 一般的な100mW出力なら、22dBくらいあればOK http://www.jarl.org/Japanese/3_Fuji/teleme/tlmindex.htm 価格:中学生のお小遣いで買えること 5000円の受信専用設備 アマチュア無線機:15万円 + 安定化電源:1万円 SDRへ置き換え TNC(モデム):2万円 PCによるソフトウェア処理に置き換え プリアンプ:2万円 IoTの流れをくむ、中華激安商品に置き換え(30dB) クロス八木アンテナ:3万円 + ローテーター:20万円 モノポール(ロッド)・アンテナに置き換え(5.5dB) 無指向性のアンテナへの置き換え 入手性 アマゾンですべて購入可能
  • 16. ©SIProp Project, 2006-2017 16 設備:SDR 固定リンク: http://amzn.asia/3UC27W8
  • 17. ©SIProp Project, 2006-2017 17 設備:アンテナ 固定リンク: http://amzn.asia/5QqaVSN
  • 18. ©SIProp Project, 2006-2017 18 設備:プリアンプ(LNA) 固定リンク: http://amzn.asia/cv99WMW
  • 19. ©SIProp Project, 2006-2017 19 設備:ケーブル(アンテナ-プリアンプ間) 固定リンク: http://amzn.asia/9Crd3vH
  • 20. ©SIProp Project, 2006-2017 20 設備:ケーブル(SDR-プリアンプ間) 固定リンク: http://amzn.asia/gqdZ45W
  • 21. ©SIProp Project, 2006-2017 21 設備一式の接続方法 アンテナ - (RFin)プリアンプ(RFout) - SDR - PC プリアンプは、5-12Vの電源が必須 USBから5Vを取るのが楽であるが、得られる利得がギリギリ のため12V電源をお勧めする アンテナは、地表に対して水平に設置する ベランダに水平に設置するとよい
  • 22. ©SIProp Project, 2006-2017 22 注意点 これらの設備は最低限である(利得:-92dB) 地上の違法無線が衛星周波数帯にも現れる コンディションが良くないと受信するのは難しい RTL-SDRは発熱により周波数がずれる 長時間受信時は手動調整が必要。斜めのものが衛星 ドップラーシフト により斜めに なっている
  • 23. ©SIProp Project, 2006-2017 23 改善点 SDR -> 冷やす(周波数ずれ対応) 冷却ファンの搭載 http://amzn.asia/9usGv4A SDR -> 高品質なものに変更する RTL-SDR http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/ LimeSDR https://www.crowdsupply.com/lime-micro/limesdr SDR -> 激安中華製ハンディー機に変更する http://amzn.asia/3A7aEIb http://amzn.asia/aUj9gEk SDR-RadioにOmniRigをインストールすることで制御可能 Kenwood互換 技適をうけてないので、送信不可
  • 24. ©SIProp Project, 2006-2017 24 改善点 アンテナ -> 利得の高いアンテナに変更する 500円自作八木アンテナ(安価に作成できるが指向性 が強いため扱いにくいのでお勧めではない) http://www.jamsat.or.jp/features/cheapyagi/index.html 高利得ロッドアンテナ http://amzn.asia/4gfGBgr グランドプレーンアンテナ http://amzn.asia/b04ND5g プリアンプ -> フィルター入りのものに変更する 430MHz帯or 140MHz帯用のプリアンプ http://amzn.asia/cB2r8U0 AliExpressやeBayで探す
  • 25. ©SIProp Project, 2006-2017 25 おすすめ設備:SDR 固定リンク: http://amzn.asia/aCffUf2 個人輸入するならば、 $19.95USDで購入可能 http://www.rtl-sdr.com/buy-rtl-sdr-dvb-t-dongles/
  • 26. ©SIProp Project, 2006-2017 26 おすすめ設備:アンテナ 固定リンク: http://amzn.asia/4gfGBgr
  • 27. ©SIProp Project, 2006-2017 27 おすすめ設備:ベランダ取り付け器具 固定リンク: http://amzn.asia/eszH4S2 固定リンク: http://amzn.asia/dAy38fl
  • 28. ©SIProp Project, 2006-2017 28 おすすめ設備による受信 1/2 機材一式 アンテナ SG7900 SDR RTL-SDR.COM コネクタがSMA プリアンプ Hiletgo製 12V電源 合計:約13,000円 あるとよいもの SDR用冷却ファン ベランダ取り付け器具
  • 29. ©SIProp Project, 2006-2017 29 おすすめ設備による受信 2/2 受信レベル: -92dBm -> -77dBm(15dBmの改善) ドップラーシフト により斜めに なっている
  • 30. ©SIProp Project, 2006-2017 30 受信用ソフトのセットアップ
  • 31. ©SIProp Project, 2006-2017 31 ターゲットソフト SDR-Radio V3 http://sdr-radio.com/ 対応環境 Windows 7 or higher (32bit & 64bit) 2017年7月現在、プレビュー版のため90日で再インストール が必要。2017年末に正式版リリース予定
  • 32. ©SIProp Project, 2006-2017 32 SDR-Radioのダウンロード方法
  • 33. ©SIProp Project, 2006-2017 33 ダウンロード方法 1/3 SDR-Radioのサイトの下記の場所をクリックする Version3 -> Getting Started -> Downloads
  • 34. ©SIProp Project, 2006-2017 34 ダウンロード方法 2/3 使用するWindows用のも のをダウンロードする 32bit or 64bit 例は、「Google」とする
  • 35. ©SIProp Project, 2006-2017 35 ダウンロード方法 3/3 右図のような 画面が表示さ れるため[ダウ ンロード]ボタ ンをクリックす る 2回表示される
  • 36. ©SIProp Project, 2006-2017 36 SDR-Radioのインストール方法
  • 37. ©SIProp Project, 2006-2017 37 インストール方法 1/2 ダウンロードしたファイルを実行する その後は、デフォルトのまま[Next>]をクリックする
  • 38. ©SIProp Project, 2006-2017 38 インストール方法 2/2 VC++のランタイムがインストールされていない場 合、下記のようなダイアログが表示される [OK]をクリックして、インストールを行う
  • 39. ©SIProp Project, 2006-2017 39 SDR-Radioのドライバセットアップ方法
  • 40. ©SIProp Project, 2006-2017 40 ドライバセットアップ方法 1/4 1. RTL-SDRをUSB端子に接続する 2. SDR-Radioを起動する 1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console 3. 初回起動時orドライバ未セットアップ時は下記の ダイアログが表示される 1. [Definitions]をクリックする 1. RTL-SDRをUSB端子に接続する 2. SDR-Radioを起動する 1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console 3. 初回起動時orドライバ未セットアップ時は下記の ダイアログが表示される 1. [Definitions]をクリックする
  • 41. ©SIProp Project, 2006-2017 41 ドライバセットアップ方法 2/4 ドライバ認識画面が表示されるので、RTL-SDR を検索する Search -> RTL Dongle
  • 42. ©SIProp Project, 2006-2017 42 ドライバセットアップ方法 3/4 自動で認識され、下記のダイアログが表示され る [Add]をクリックする
  • 43. ©SIProp Project, 2006-2017 43 ドライバセットアップ方法 4/4 ドライバ認識画面に[RTL Dongle]が表示される [Enable]にチェックを入れて、[OK]をクリックする 以上で、ドライバのセットアップは終了です
  • 44. ©SIProp Project, 2006-2017 44 SDR-Radioのドライバセットアップ方法 Zadig編
  • 45. ©SIProp Project, 2006-2017 45 Zadigドライバセットアップ方法 1/6 状況により、ドライバの自動認識が出来ない場 合がある 下記のダイアログが表示される この場合、Zadigというソフトウェアをインストールする
  • 46. ©SIProp Project, 2006-2017 46 Zadigドライバセットアップ方法 2/6 Zadig http://zadig.akeo.ie/ 上記サイトより、 Zadigをダウンロード する
  • 47. ©SIProp Project, 2006-2017 47 Zadigドライバセットアップ方法 3/6 ダウンロードしたファイルを実行すると、下記の 画面が表示される
  • 48. ©SIProp Project, 2006-2017 48 Zadigドライバセットアップ方法 4/6 RTL-SDRが表示されるように設定を変更する [Options] -> [List All Devices]にチェックを入れる
  • 49. ©SIProp Project, 2006-2017 49 Zadigドライバセットアップ方法 5/6 ドライバをインストールする デバイス: [Bulk-In, Interface(Interface0)] Interface1もあるがInterface0だけでよい Driver: [WinUSB(v6.x.xxxx.xxxxx)] として、[Install Driver]をクリックする 以上で、ドライバのインストールは終了です
  • 50. ©SIProp Project, 2006-2017 50 Zadigドライバセットアップ方法 6/6 SDR-Radioで、再度RTL-SDRを検索する Search -> RTL Dongle
  • 51. ©SIProp Project, 2006-2017 51 SDR-Radioの設定方法 Satellite(衛星)モードを有効にする
  • 52. ©SIProp Project, 2006-2017 52 SDR-Radioの設定方法 1/5 SDR-Radioの起動時には、ドライバ選択画面が 表示される [RTL Dongle]を選択して、[Start]をクリックする
  • 53. ©SIProp Project, 2006-2017 53 SDR-Radioの設定方法 2/5 SDR-Radio + RTL-SDRの起動に成功すると、下 記のような画面が表示され、スピーカーから受信 音が聞こえる
  • 54. ©SIProp Project, 2006-2017 54 SDR-Radioの設定方法 3/5 Satellite(衛星)モードが初期設定では無効にさ れているため、有効にする Viewタブ -> Select をクリックする
  • 55. ©SIProp Project, 2006-2017 55 SDR-Radioの設定方法 4/5 衛星モードを有効にする Satellitesの[Enable]にチェックを入れる
  • 56. ©SIProp Project, 2006-2017 56 SDR-Radioの設定方法 5/5 衛星モードが有効になった状態 クリックすると衛星用の画面が起動する
  • 57. ©SIProp Project, 2006-2017 57 SDR-Radioの衛星に関する設定方法 地上局の位置情報を登録する
  • 58. ©SIProp Project, 2006-2017 58 地上局の位置情報の登録 1/6 下記の画面が衛星用の画面となる 無線受信用の画面は別画面で起動している
  • 59. ©SIProp Project, 2006-2017 59 地上局の位置情報の登録 2/6 自宅(自地上局)の海抜・緯度・経度を登録する これにより、「現在受信範囲にある衛星」という条件で 検索ができるようになる [Home Lat/Log]をクリックする
  • 60. ©SIProp Project, 2006-2017 60 地上局の位置情報の登録 3/6 地上局の海抜・緯度・経度を登録する 海抜 = Height 緯度 = Latitude 経度 = Longitude
  • 61. ©SIProp Project, 2006-2017 61 地上局の位置情報の登録 4/6 マピオンで地上局の海抜を調べる 住所やランドマークから検索可能。例は東京駅。 https://www.mapion.co.jp/
  • 62. ©SIProp Project, 2006-2017 62 地上局の位置情報の登録 5/6 世界的に調べたい場合は下記のサイトを利用 http://flood.firetree.net/ 例:東京駅(緯度:35.681167 経度:139.767052) 紫に着色されている箇所が、海抜「9m」以下となる http://flood.firetree.net/?ll=35.681167,139.767052
  • 63. ©SIProp Project, 2006-2017 63 地上局の位置情報の登録 6/6 Geocodingで地上局の緯度・経度を調べる 住所やランドマークから検索可能。例は東京駅。 http://www.geocoding.jp/
  • 64. ©SIProp Project, 2006-2017 64 SDR-Radioの衛星に関する設定方法 衛星の軌道データの設定をする
  • 65. ©SIProp Project, 2006-2017 65 衛星の軌道データの設定 1/4 受信したい衛星の軌道データを登録する [Data Files]タブ -> [Data Files]をクリックする
  • 66. ©SIProp Project, 2006-2017 66 衛星の軌道データの設定 2/4 [Add]ボタンをクリックして、必要なサイトを登録す る 下記はデフォルトで用意されているサイト一覧である これで困ることはないと思われる
  • 67. ©SIProp Project, 2006-2017 67 衛星の軌道データの設定 3/4 受信したい衛星の軌道情報を表示する 下記の例は「STARS-C」を表示する場合 [celestrak.com] -> [Cubesat] -> [STARS-C]をクリックする
  • 68. ©SIProp Project, 2006-2017 68 衛星の軌道データの設定 4/4 表示されたSTARS-Cの軌道情報
  • 69. ©SIProp Project, 2006-2017 69 SDR-Radioの衛星に関する設定方法 お気に入りの衛星を登録する
  • 70. ©SIProp Project, 2006-2017 70 お気に入りの衛星を登録する 1/3 毎回リストから衛星を選ぶのは大変である お気に入りの衛星を[Satellite List]に登録する [Home]タブ -> [Satellite List] -> [Select]をクリックする
  • 71. ©SIProp Project, 2006-2017 71 お気に入りの衛星を登録する 2/3 [Filter]に登録したい衛星名を入力する 下記の例は、「STARS-C」を登録する場合 [STARS-C]を選択する [Add to Satellite List]をチェックし、[Select]をクリックする
  • 72. ©SIProp Project, 2006-2017 72 お気に入りの衛星を登録する 3/3 [Satellite List]に「STARS-C」が登録される
  • 73. ©SIProp Project, 2006-2017 73 SDR-Radioの衛星に関する設定方法 衛星の無線周波数の設定をする
  • 74. ©SIProp Project, 2006-2017 74 衛星の無線周波数の設定 1/7 衛星が利用する無線周波数情報は入力されて いない 入力済みの場合、赤丸のエリアに表示される
  • 75. ©SIProp Project, 2006-2017 75 衛星の無線周波数の設定 2/7 衛星の周波数情報を入手す る 各衛星公式の運用情報サイト 各衛星の運用者が公開している サイトへアクセスする 例:STARS-Cの公式運用情報 http://www.ipc.shizuoka.ac.j p/~vk127139/radio.html アマチュア無線を利用している 場合 IARUの周波数登録情報 http://www.amsatuk.me.uk/iaru/ finished.php
  • 76. ©SIProp Project, 2006-2017 76 衛星の無線周波数の設定 3/7 衛星の利用する無線周波数情報を登録する 1. [Satellite List] -> [衛星名]をクリックする 2. [Current] -> [Organise]をクリックする
  • 77. ©SIProp Project, 2006-2017 77 衛星の無線周波数の設定 4/7 周波数登録画面が表示される [RX]をクリックする
  • 78. ©SIProp Project, 2006-2017 78 衛星の無線周波数の設定 5/7 左のダイアログが表示される 調べた衛星の周波数情報を基にして、右のダイアロ グのように入力する Title: [わかりやすい名前] Frequency(周波数): 437.245MHz Mode(変調方式): CW-U [Center frequency]も同じにしておくとメイン画面の中央に登録 した周波数が来るため、見やすくなる
  • 79. ©SIProp Project, 2006-2017 79 衛星の無線周波数の設定 6/7 周波数情報が登録される
  • 80. ©SIProp Project, 2006-2017 80 衛星の無線周波数の設定 7/7 [Current]に周波数情報が登録される
  • 81. ©SIProp Project, 2006-2017 81 ドップラーシフトを設定する
  • 82. ©SIProp Project, 2006-2017 82 ドップラーシフトの設定1/2 ドップラーシフトを設定する [Help]タブ -> [Tools] -> [Options]をクリックする
  • 83. ©SIProp Project, 2006-2017 83 ドップラーシフトの設定2/2 基本的にはデフォルトのままで問題ない [Satellites] -> [Doppler]をクリックする 衛星が受信可能になる最初から受信しないと有効にならない
  • 84. ©SIProp Project, 2006-2017 84 SDR-Radioで衛星受信をする
  • 85. ©SIProp Project, 2006-2017 85 SDR-Radioで衛星受信をする 1/2 周波数情報を基に受信を開始する [Current]の登録した周波数情報をクリックする
  • 86. ©SIProp Project, 2006-2017 86 SDR-Radioで衛星受信をする 2/2 SDR-Radio画面が周波数情報に合わせて変更さ れる [Receive]と[Mode]が変更される ドップラーシフトも自動で行われるが手動でもよい
  • 87. ©SIProp Project, 2006-2017 87 SDR-Radioで周波数のずれを修正する
  • 88. ©SIProp Project, 2006-2017 88 SDR-Radioで周波数のずれを修正する 1/4 衛星の周波数と受信している周波数がずれている 赤四角が現在受信している周波数 赤円が衛星からの電波 [Home]タブ -> [Radio] -> [Calibration]をクリックする
  • 89. ©SIProp Project, 2006-2017 89 SDR-Radioで周波数のずれを修正する 2/4 下記のダイアログが表示される 赤円内の数値をクリックして、周波数を合わせる
  • 90. ©SIProp Project, 2006-2017 90 SDR-Radioで周波数のずれを修正する 3/4 下記のダイアログが表示される 赤円内の数値をクリックして、周波数を合わせる
  • 91. ©SIProp Project, 2006-2017 91 SDR-Radioで周波数のずれを修正する 4/4 赤円の周波数ピークと赤四角が重なるように、 PPMの値を増減させる 例では、「-2.20」にしている
  • 92. ©SIProp Project, 2006-2017 92 まだ周波数がずれる場合 フィルターの範囲を広げる
  • 93. ©SIProp Project, 2006-2017 93 フィルターの範囲を広げる 1/6 フィルター範囲を広げることにより受信範囲が広 がる 赤四角の横幅がフィルターの範囲となる
  • 94. ©SIProp Project, 2006-2017 94 フィルターの範囲を広げる 2/6 左欄の上から3番目のフィルターを変える 下記は[1kHz]に変えた場合の赤四角の範囲
  • 95. ©SIProp Project, 2006-2017 95 フィルターの範囲を広げる 3/6 衛星の利用する無線周波数情報を変更する 1. [Satellite List] -> [衛星名]をクリックする 2. [Current] -> [Organise]をクリックする
  • 96. ©SIProp Project, 2006-2017 96 フィルターの範囲を広げる 4/6 衛星周波数情報ダイアログを表示する [Filter]にチェックを入れる
  • 97. ©SIProp Project, 2006-2017 97 フィルターの範囲を広げる 5/6 フィルターの範囲を設定する 下記の例は[4kHz]幅にする場合
  • 98. ©SIProp Project, 2006-2017 98 フィルターの範囲を広げる 6/6 変更されたフィルターの範囲 [4kHz]幅で設定した衛星周波数情報 広いほど、受信範囲が広がり「雑音」も多く拾ってしまう 程よい範囲を模索すること 変更されたフィルターの範囲 [4kHz]幅で設定した衛星周波数情報 広いほど、受信範囲が広がり「雑音」も多く拾ってしまう 程よい範囲を模索すること
  • 99. ©SIProp Project, 2006-2017 99 受信したCW(モースル信号)を録音する
  • 100. ©SIProp Project, 2006-2017 100 受信したCW(モースル信号)を録音する 1/3 受信したCWをリアルタイムで解析することは失 敗のリスクが高い 録音しておくことで、あとでゆっくりと解析する [Recoding]タブ -> [Data] -> [Options]をクリックする
  • 101. ©SIProp Project, 2006-2017 101 受信したCW(モースル信号)を録音する 2/3 下記のダイアログが表示される 保存先のディレクトリを指定する ファイル名例:10-Jul-2017 172532.003 437.466MHz 000.wav 衛星が受信可能となったら録音を開始する場合 [Data(IQ)] -> Enableにチェックを入れる
  • 102. ©SIProp Project, 2006-2017 102 受信したCW(モースル信号)を録音する 3/3 手動で録音する場合 [Recoding]タブ -> [Data] -> [Start] or [Stop]をクリッ クする
  • 103. ©SIProp Project, 2006-2017 103 録音したCW(モースル信号)を再生する
  • 104. ©SIProp Project, 2006-2017 104 録音したCW(モースル信号)を再生する 1/3 SDR-Radio画面を開いて、録音データを再生する [Rec/Playback]タブ -> [Data::Playback] -> [Open]をク リックする
  • 105. ©SIProp Project, 2006-2017 105 録音したCW(モースル信号)を再生する 2/3 左のダイアログが表示される [Folder] -> [Browse]に保存先のディレクトを入力する 下部リストに一覧が表示されるので、再生したいデー タをクリックする [Play]ボタンを押す
  • 106. ©SIProp Project, 2006-2017 106 録音したCW(モースル信号)を再生する 3/3 SDR-Radio画面に切り替わり、録音データが再 生される ストップ・リピートなどは、[Data::Playback]で行う
  • 107. ©SIProp Project, 2006-2017 107 受信したCW(モースル信号)を解析する
  • 108. ©SIProp Project, 2006-2017 108 受信したCW(モースル信号)の解析 1/7 DigitalSoundCWを用いて解析する 本ソフトウェアは、マイク(音声)入力を解析して、モー ルス信号に変換してくれる http://www.geocities.jp/JA3CLM/ CWを聞き取れる方は本ソフトウェアは不要です インストール時の注意点 mfc120u.dll が見つからないため、このアプリを開始できませ んと表示された場合は、マイクロソフトの下記サイトから『C++ 再頒布可能パッケージ』をダウンロードして下さい。 https://support.microsoft.com/ja-jp/help/3179560/update- for-visual-c-2013
  • 109. ©SIProp Project, 2006-2017 109 受信したCW(モースル信号)の解析 2/7 DigitalSoundCWを起動すると下記のような画面と なる
  • 110. ©SIProp Project, 2006-2017 110 受信したCW(モースル信号)の解析 3/7 パソコンのマイク端子とスピーカー(イヤホン)端 子をステレオケーブルで接続する 端子がない場合は、[Sound Device]を[ステレオミキ サー]に変更する
  • 111. ©SIProp Project, 2006-2017 111 受信したCW(モースル信号)の解析 4/7 [信号入力](マイク端子)の有効にする [信号入力] -> [右側] 何も入力がない場合は、[左側]を試す
  • 112. ©SIProp Project, 2006-2017 112 受信したCW(モースル信号)の解析 5/7 信号の入力があった場合 [CW Signal Level]ウィンドウに緑色の波形などが表示 される CW(モールス信号)の受信に成功した場合 [RX>]ウィンドウにアルファベットが表示される
  • 113. ©SIProp Project, 2006-2017 113 受信したCW(モースル信号)の解析 6/7 音声レベルが低すぎて認識できない場合 ボリュームを上げる -> これが不可能な場合 [Threshold]を変更する
  • 114. ©SIProp Project, 2006-2017 114 受信したCW(モースル信号)の解析 7/7 [Threshold]を[Auto]にする [Auto]にチェックを入れる
  • 115. ©SIProp Project, 2006-2017 115 CW(モースル信号)からテレメトリーを 解読する
  • 116. ©SIProp Project, 2006-2017 116 何を衛星から受信するのか? 1/2 CW(モールス信号)を受信する 内容は、テレメトリーである テレメトリーとは? 衛星の現在の状態 例:「ふじ3号」の公式運用情報 http://www.jarl.org/Japanese/3_ Fuji/teleme/jatlm.htm
  • 117. ©SIProp Project, 2006-2017 117 何を衛星から受信するのか? 2/2
  • 118. ©SIProp Project, 2006-2017 118 完成!新世代衛星地上局の図
  • 119. ©SIProp Project, 2006-2017 119 より完璧な設備を目指す これ以降はオプションです
  • 120. ©SIProp Project, 2006-2017 120 Raspberry Piでリモート操作する方法
  • 121. ©SIProp Project, 2006-2017 121 現状の設備の問題点 ベランダにアンテナを設置してしまうと・・・ ケーブルを室内に取り込むために、窓が開けっぱなし になる ケーブルにより移動が制限されてしまう 衛星が日本上空に来る時間はさまざまである 外出先など、自宅以外の場所でも受信できるべきであ る これでは、実用的な受信設備とは言えない!!!
  • 122. ©SIProp Project, 2006-2017 122 現状の設備のアップデート策 Raspberry PiにSDR機能をインストールすること で、リモートでSDRを利用できるようにする 1. Raspberry PiにSDRをセットアップする 2. Raspberry Pi&SDRを防雨ケースに入れる • これにより、屋外でも運用できるようにする 3. 窓用LANケーブルを接続する 4. PoEもどきLANケーブル&アダプタで電源供給する • これにより、窓を閉められるようになる 5. 自宅LANにつなげる • これにより、リモート(外出先)でアクセスできる
  • 123. ©SIProp Project, 2006-2017 123 追加設備
  • 124. ©SIProp Project, 2006-2017 124 設備:Raspberry Pi 1/2/3/Zero/ZeroW 固定リンク: http://amzn.asia/iQhJ12f
  • 125. ©SIProp Project, 2006-2017 125 設備:ケーブル(サッシ用) 固定リンク: http://amzn.asia/2FQVf0s
  • 126. ©SIProp Project, 2006-2017 126 設備:LAN分岐アダプタ(PoE改造用) 固定リンク: http://amzn.asia/92cx0KO
  • 127. ©SIProp Project, 2006-2017 127 設備:防雨ケース 固定リンク: http://amzn.asia/g8T1Df3
  • 128. ©SIProp Project, 2006-2017 128 追加設備の加工とセットアップ
  • 129. ©SIProp Project, 2006-2017 129 LANケーブルの仕様 100BASE-TXの場合、4芯しか利用していない 余る4,5,7,8番線を利用して、5,12Vを供給する LANケーブルは2種類あるため、芯の色で判断し てはいけない
  • 130. ©SIProp Project, 2006-2017 130 LAN分岐アダプタの加工 「LAN分岐アダプタ」の2つLANコネクタがある側 のどちらか1つの4,5,7,8番線を切断する 「LAN分岐アダプタ」 2つとも加工する 切断したほうが「ルータ・ハブ」用と「Raspberry Pi」用と なる
  • 131. ©SIProp Project, 2006-2017 131 LANケーブルの加工 必要な電源 5V=Raspberry Pi用 12V=プリアンプ用 結線 4番線(青)=+5V 5番線(白青)=5V-GND 7番線(白茶)=12V-GND 8番線(茶)=+12V 「T568A」タイプのケーブルの場合
  • 132. ©SIProp Project, 2006-2017 132 LANケーブルの配線 RPi - LAN分岐アダプタ – ケーブル(サッシ用) - LAN分岐アダプタ – ルータ 屋外側の「LAN分岐アダプタ」に癒着テープを巻くなど して、雨対策をすること Raspberry PiへはGPIOピンから電源供給を行う RPi側4番ピン=LAN側ケーブル4番線(青)=+5V RPi側6番ピン=LAN側ケーブル5番線(白青)=5V-GND
  • 133. ©SIProp Project, 2006-2017 133 屋外(アンテナ付近)への設置
  • 134. ©SIProp Project, 2006-2017 134 Raspberry Piのセットアップ
  • 135. ©SIProp Project, 2006-2017 135 Raspberry Piのセットアップ 必要な手順 1. Raspbianをインストールする 2. RTL-SDRサーバをセットアップする 3. RTL-SDRクライアントをセットアップする =SDR-RadioからRTL-SDRサーバを使えるようにする ※「1」に関しては、インターネットに多数の情報があるため、 ご自分で調査してください。 これ以降は、「1」まで終わっているものとします。
  • 136. ©SIProp Project, 2006-2017 136 RTL-SDRサーバをセットアップする
  • 137. ©SIProp Project, 2006-2017 137 RTL-SDRサーバのセットアップ 1/5 Raspberry PiにRTL-SDRドライバとサーバをイン ストールする これ以降、すべての操作はRaspberry Pi上で行う 1. # sudo apt-get install -y git cmake libusb-1.0-0.dev build- essential 2. # git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git 3. # cd rtl-sdr/ 4. # mkdir build 5. # cd build 6. # cmake ../ 7. # make 8. # sudo make install 9. # sudo ldconfig
  • 138. ©SIProp Project, 2006-2017 138 RTL-SDRサーバのセットアップ 2/5 起動スクリプトを作成する 下記の内容:[/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh] 1. #!/bin/bash 2. INTERFACE=eth0 3. IP=`ip addr show $INTERFACE | grep inet | grep -v inet6 | awk '{print $2}' | cut -d'/' -f1` 4. if [[ $IP != '' ]] ; then 5. /usr/local/bin/rtl_tcp -a $IP 6. else 7. echo "Cannot find IPv4 address on $INTERFACE interface." >&2 8. exit 1 9. fi
  • 139. ©SIProp Project, 2006-2017 139 RTL-SDRサーバのセットアップ 3/5 systemd用の自動起動スクリプトを作成する 下記の内容:[/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.service] 1. [Unit] 2. After=network-online.target 3. [Service] 4. Type=simple 5. ExecStart=/home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh 6. ExecStop=killall rtl_tcp 7. Restart=on-failure 8. RestartSec=10 9. User=pi 10.[Install] 11.WantedBy=multi-user.target
  • 140. ©SIProp Project, 2006-2017 140 RTL-SDRサーバのセットアップ 4/5 systemdに自動起動スクリプトをセットする 1. # chmod +x /home/pi/rtl-sdr/build/rtl_tcp.sh 2. # sudo cp /home/pi/rtl-sdr/rtl-sdr.rules /etc/udev/rules.d 3. # sudo bash -c 'echo "blacklist dvb_usb_rtl28xxu" > /etc/modprobe.d/dvb_usb_rtl28xxu.conf’ 4. # sudo systemctl enable /home/pi/rtl- sdr/build/rtl_tcp.service
  • 141. ©SIProp Project, 2006-2017 141 RTL-SDRサーバのセットアップ 5/5 IPアドレスをメモする ifconfigコマンドで確認できる IPアドレスが定期的に変わってしまう場合は固定IPア ドレスにすることを検討する ルータの設定をすることにより、外出先など自宅外からもアク セスが可能である セキュリティー上の問題があるため、セキュリティーに関する知 識をしっかり身に着けたうえで設定してほしい。そのため、ここ ではあえて設定法は記述しない 興味のある方は、「ポートフォワーディング」と「ダイナミック DNS」のキーワードで検索してほしい あとは、Raspberry Piを再起動するか、起動スクリプト を実行すれば、RTL-SDRサーバが起動します。
  • 142. ©SIProp Project, 2006-2017 142 RTL-SDRクライアントをセットアップする
  • 143. ©SIProp Project, 2006-2017 143 RTL-SDRクライアントのセットアップ 1/8 1. SDR-Radioを起動する 1. スタートメニュー -> SDR-Radion.com(V3) -> Console 2. 無線機選択ダイアログが表示される 1. [Definitions]をクリックする
  • 144. ©SIProp Project, 2006-2017 144 RTL-SDRクライアントのセットアップ 2/8 ドライバ認識画面が表示されるので、RTL-SDR を検索する Search -> RTL Dongle(TCP)
  • 145. ©SIProp Project, 2006-2017 145 RTL-SDRクライアントのセットアップ 3/8 下記のダイアログが表示される [Add]をクリックする
  • 146. ©SIProp Project, 2006-2017 146 RTL-SDRクライアントのセットアップ 4/8 下記のダイアログが表示される [Address]にRaspberry PiのIPアドレスを入れる 外部からアクセスする場合は、FQDNなどを入れる [Model]にわかりやすい名前を入れる [OK}をクリックする
  • 147. ©SIProp Project, 2006-2017 147 RTL-SDRクライアントのセットアップ 5/8 下記のダイアログが表示される [Add]をクリックする
  • 148. ©SIProp Project, 2006-2017 148 RTL-SDRクライアントのセットアップ 6/8 RTL-SDR認識ダイアログに追加される [OK]をクリックする
  • 149. ©SIProp Project, 2006-2017 149 RTL-SDRクライアントのセットアップ 7/8 ドライバ認識画面に[RTL Dongle]が表示される [Enable]にチェックを入れて、[OK]をクリックする
  • 150. ©SIProp Project, 2006-2017 150 RTL-SDRクライアントのセットアップ 8/8 無線機選択ダイアログに追加される 以上で、ドライバのセットアップは終了です。いままで の[RTL Dongle]と同じように利用可能です。
  • 151. ©SIProp Project, 2006-2017 151 受信例