🦖 🐛 🈯️ इरिडियम: घर पर उपग्रह नक्षत्र संकेतों को प्राप्त और डिकोड करता है 👧 🍑 🙌🏻

हाय, हैब्र।

पिछले भाग में, हमने इनमारसैट उपग्रहों से संकेतों के स्वागत की जांच की। अब हम समान रूप से दिलचस्प प्रणाली पर विचार करेंगे - इरिडियम उपग्रह संचार प्रणाली, जिसे कोई भी घर पर संकेत भी प्राप्त कर सकता है।

इरिडियम नेटवर्क कवरेज, विकिपीडिया फोटो

जो लोग इस काम में रुचि रखते हैं, उनके लिए कटौती जारी है।

नोट : नीचे दिए गए डेटा में कुछ भी गुप्त नहीं है, लेख में वर्णित डिकोडर एक वर्ष से अधिक समय तक जीथब पर रहे हैं। फ़्रीक्वेंसी और सिग्नल उन लोगों के लिए भी उपलब्ध हैं जो एंटीना पर $ 35 खर्च करने को तैयार हैं और इसे खिड़की में डालते हैं। फिर भी, इरिडियम संचार प्रणाली चालू है, इसलिए कुछ डेटा कानूनी कारणों से निर्धारित नहीं किया गया है। यह सामग्री केवल परिचितों के लिए है, कुछ देशों के कानूनों के तहत प्राप्त संदेशों के प्रकाशन या भंडारण की अनुमति नहीं दी जा सकती है।

लोहा

यहां कुछ नया नहीं है, सब कुछ पिछले लेख में वर्णित किया गया था। मैंने सक्रिय एल-बैंड 1525-1637 पैच एंटीना एंटीना का उपयोग किया, जिसे $ 35 के लिए खरीदा जा सकता है, और एसडीआरप्ले रिसीवर, जिसे आरटीएल एसडीआर वी 3 से बदला जा सकता है, जिसकी कीमत लगभग 35 डॉलर है। इस प्रकार, सब कुछ $ 100 से कम खर्च होगा, जो काफी सस्ती है।

रिसेप्शन के लिए पूरा सेट इस तरह दिखता है (पैमाने के लिए मैचों के बक्से):

अगला, खिड़की खोलें (कांच इस सीमा के रेडियो तरंगों को नुकसान पहुंचाता है), आकाश में एंटीना को निर्देशित करता है, और आप एक संकेत प्राप्त कर सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि रिसीवर सेटिंग्स में पूर्वाग्रह-टी को शामिल करना न भूलें, जैसा कि एंटीना सक्रिय है और शक्ति के बिना काम नहीं करेगा। यदि सब कुछ सही ढंग से किया गया था, लगभग 1.6 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर, हमें यह चित्र देखना चाहिए:

वैसे, यदि आप स्पेक्ट्रम को अधिक विस्तार से देखते हैं, तो आप डॉपलर प्रभाव के कारण रेखाओं की ढलान को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं - उपग्रह कक्षा में चलते हैं, और आवृत्ति में परिवर्तन होता है।

इरीडियम और इनमारसैट के बीच दो काफी बुनियादी अंतरों को नोट करना दिलचस्प है।

सबसे पहले, इनमारसैट 35786 किमी की ऊंचाई के साथ एक भूस्थैतिक कक्षा में अंतरिक्ष में उड़ान भरने वाले भूस्थिर उपग्रहों का उपयोग करता है। इसके विपरीत, इरिडियम एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग करता है - 60 से अधिक उपग्रह कम कक्षाओं (871 किमी) में उड़ते हैं, जो पृथ्वी के पूरे क्षेत्र को कवर करते हैं (केडीपीवी पर फोटो)। यह अधिक कॉम्पैक्ट और गैर-दिशात्मक एंटेना का उपयोग करने की अनुमति देता है, और ऐसी प्रणाली उत्तरी क्षेत्रों में बेहतर काम करती है, जहां भूस्थिर उपग्रहों का स्वागत सीमित है। वैसे, इरिडियम उपग्रहों की संख्या की गणना की गई थी ताकि किसी भी समय ग्राहक आकाश में दिखाई देने वाले कई उपग्रहों का उपयोग कर सकें।

और दूसरी बात, इरिडियम एक मौलिक रूप से भिन्न डेटा ट्रांसफर योजना का उपयोग करता है - एक निरंतर आवृत्ति पर निरंतर डेटा लिंक के बजाय, शॉर्ट बर्स्ट पैकेट का उपयोग किया जाता है, जिसे तस्वीर में देखा जा सकता है।

इस पर हम "सैद्धांतिक" भाग को समाप्त कर देंगे, अगर सब कुछ काम करता है, तो यह सॉफ्टवेयर पर आगे बढ़ने का समय है।

मुलायम

डिकोडिंग के लिए सॉफ्टवेयर के साथ, एक "छोटा" जटिलता है - यह लिनक्स के तहत लिखा गया है। शायद विंडोज के तहत गन्नो रेडियो प्रोजेक्ट्स को संकलित करने का एक गुप्त तरीका है, लेकिन मैं कभी भी बड़ी संख्या में त्रुटियों को छोड़कर कभी भी विफल नहीं हुआ। लिनक्स के साथ, सब कुछ सरल है और बॉक्स से बाहर काम करता है, लेकिन मुझे लगता है कि अधिकांश पाठकों के पास अभी भी विंडोज स्थापित है। इसलिए हम दूसरे तरीके से घूमेंगे - हम HDSDR में संकेतों को रिकॉर्ड करेंगे, और हम उन्हें विंडोज 10 में उबंटू से संसाधित करने के लिए डिकोडर शुरू करेंगे। सौभाग्य से, 10ka यह सुविधा प्रदान करता है ।

चरण 1 जीआर-इरिडियम का संकलन

सबसे पहले आपको उबंटू को ऐप स्टोर में डाउनलोड करना होगा और वहां जीएनयू रेडियो स्थापित करना होगा।

वास्तव में जीआर-इरिडियम डिकोडर को संकलित करना विशेष रूप से कठिन नहीं है:

git clone https://github.com/muccc/gr-iridium.git cd gr-iridium mkdir build cd build cmake .. make sudo make install sudo ldconfig

प्रक्रिया कुछ इस तरह दिखती है:

डिकोडर को gr-osmosdr मॉड्यूल की आवश्यकता होती है। इसका संकलन एक ही सिद्धांत पर किया जाता है, केवल एक अंतर के साथ - हमें उन रिसीवर को अक्षम करना होगा जो इस कदम पर अनावश्यक हैं, अन्यथा हमें संकलन त्रुटियां मिलेंगी।

 git clone git://git.osmocom.org/gr-osmosdr cd gr-osmosdr mkdir build cd build/ cmake .. -DENABLE_UHD=OFF -DENABLE_RTL=OFF -DENABLE_BLADERF=OFF -DENABLE_FCD=OFF -DENABLE_RFSPACE=OFF -DENABLE_REDPITAYA=OFF -DENABLE_HACKRF=OFF make sudo make install sudo ldconfig

एक अजीब सा नुकसान है। रनिंग मेक, मुझे "सी ++: त्रुटि: / wd4251: ऐसी कोई फ़ाइल या निर्देशिका" जैसी अजीब त्रुटियां मिलीं। एक Google खोज से पता चलता है कि ये त्रुटियां विंडोज संस्करण से संबंधित हैं, जो उबंटू के तहत संकलन करते समय संभव नहीं हो सकता है। यह पता चला है, हो सकता है - कमांड "मेक-एन" के साथ एक विस्तृत लॉग प्रिंट किया हो, मुझे पता चला कि उबंटू में विंडोज ड्राइव डिफ़ॉल्ट रूप से माउंट किए गए हैं, और इन फ़ाइलों को "उठाया"।

 cd /home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/build/lib && /usr/bin/c++ -DBOOST_ALL_DYN_LINK -DHAVE_CONFIG_H=1 -DNOMINMAX -DUSE_SSE2 -Dgnuradio_osmosdr_EXPORTS -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/build/lib -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/include -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/lib -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/lib/file -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/lib/rtl_tcp -I/home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/lib/soapy -isystem "/mnt/c/Program Files/PothosSDR/include" -O3 -DNDEBUG -fPIC -Wall -Wextra -Wno-unused-parameter -Wsign-compare -fvisibility=hidden -fvisibility-inlines-hidden -msse2 /MP /wd4251 /wd4503 -o CMakeFiles/gnuradio-osmosdr.dir/source_impl.cc.o -c /home/dmitrii/Documents/gr-osmosdr-0.1.5/lib/source_impl.cc

स्वाभाविक रूप से, स्रोत कोड असंगत है और कुछ भी संकलन नहीं करता है। यह विंडोज के तहत उबंटू के साथ काम करने की ख़ासियत है। समाधान सरल है - फ़ोल्डर को अनमाउंट करें ( sudo umount / mnt / c ), दोहराएं cmake और बिल्ड, फिर इसे वापस माउंट करें ( sudo Mount -t drvfs C: / mnt / c )। जब हम HDSDR में रिकॉर्ड की गई फ़ाइलों को प्रोसेस करते हैं तो माउंटेड ड्राइव काम आएंगी।

इरिडियम टूलकिट स्थापित करने के लिए अंतिम चरण है:

 git clone https://github.com/muccc/iridium-toolkit.git

अब सब कुछ तैयार है, और हम इरिडियम संकेतों को रिकॉर्ड और संसाधित कर सकते हैं।

चरण 2 सिग्नल रिकॉर्डिंग

यहां सब कुछ सरल है - एचडीएसडीआर खोलें, उस क्षेत्र का चयन करें जहां अधिक सिग्नल हैं, एक आईक्यू रिकॉर्ड बनाएं। इरिडियम में संकेत लगातार नहीं जाते हैं, लेकिन "पैकेट" में, इसलिए आपको थोड़ा इंतजार करना पड़ सकता है। केवल एक खामी है - एक बड़ी रिकॉर्डिंग मात्रा, 2 मेगाहर्ट्ज के बैंडविड्थ के साथ एक मिनट में लगभग 500 एमबी लगती है।

मैं एक बार फिर दोहराता हूं कि "सामान्य" लिनक्स के तहत यह आवश्यक नहीं है, और आप एक मध्यवर्ती रिकॉर्ड के बिना एसडीआर रिसीवर के साथ तुरंत जीआर-इरिडियम शुरू कर सकते हैं, लेकिन यह विंडोज पर काम नहीं करता था - lsusb कनेक्टेड डिवाइस नहीं देखता है।

चरण 3 प्रसंस्करण

हम HDSDR में रिकॉर्डिंग बंद कर देते हैं, उबंटू में स्विच करते हैं फ़ोल्डर में / mnt / c / उपयोगकर्ता / XXX / दस्तावेज़ / HDSDR और कमांड दर्ज करें:

 iridium-extractor -c 1619XXXXXX -r 2000000 -f sc16 --offline HDSDR_20200112_110653Z_1619XXXkHz_RF.wav | grep "A:OK"

यहां HDSDR_20200112_110653Z_1619XXXkkHz_RF.wav हमारे द्वारा रिकॉर्ड की गई फ़ाइल है, 1619XXXXXX केंद्रीय रिकॉर्डिंग आवृत्ति है और 2,000,000 रिकॉर्ड की गई wav फ़ाइल की बैंडविड्थ है। यदि सब कुछ सही ढंग से किया गया था, तो कुछ इस तरह दिखाई देना चाहिए:

यदि पैकेज दिखाई नहीं देते हैं, तो आगे जाना बेकार है, आपको यह पता लगाने की आवश्यकता है कि त्रुटि क्या है। यदि रिकॉर्ड दिखाई देते हैं, तो कमांड को फिर से दोहराएं, परिणाम को फ़ाइल में सहेजें और iridium-parser.py का उपयोग करके फ़ाइल को संसाधित करें:

 iridium-extractor -c 1619XXXXXX -r 2000000 -f sc16 --offline HDSDR_20200112_110653Z_1619XXXkHz_RF.wav | grep "A:OK" > output.bits python iridium-parser.py output.bits > output.parsed

अब हम सहेजे गए आउटपुट से जानकारी निकाल सकते हैं। पार्स की गई फ़ाइल। आप विभिन्न डेटा से "प्राप्त" कर सकते हैं, उदाहरण के लिए पाठ या ध्वनि संदेश। कानूनी कारणों से, मैं यहां ऐसा नहीं करूंगा, कोई भी परियोजना पृष्ठ पर विवरण को अधिक विस्तार से पढ़ सकता है। वहाँ दिलचस्प बिंदु हैं, उदाहरण के लिए, इरिडियम में, न केवल पाठ या आवाज डेटा प्रेषित किया जा सकता है, बल्कि जीएसएम डेटा, अर्थात्। इरिडियम टर्मिनल उन जगहों पर जीएसएम-संचार सेवाएं प्रदान कर सकता है जहां कोई सामान्य कवरेज नहीं है - उपग्रह और यहां टर्मिनल शायद केवल मानक जीएसएम पैकेट के लिए एक एक्सटेंशन कॉर्ड के रूप में काम करते हैं।

उदाहरण के लिए, आप प्रदर्शित कर सकते हैं कि रिकॉर्ड किए गए डेटा से उड़ान उपग्रह के निर्देशांक कैसे प्राप्त करें:

Google मानचित्र में निर्देशांक आयात करना आसान है और देखें कि रिकॉर्डिंग के दौरान उपग्रह ने ओस्लो (लाल रेखा) पर कहीं उड़ान भरी:

अन्य इरिडियम टूलकिट सुविधाओं को जीथब पृष्ठ पर पाया जा सकता है।

निष्कर्ष

जैसा कि आप देख सकते हैं, उपग्रहों से संकेत प्राप्त करने की प्रक्रिया इतनी जटिल नहीं है, और संचार प्रणालियों के अध्ययन के दृष्टिकोण से, यह काफी दिलचस्प है।

अधिक विस्तार से इरिडियम का अध्ययन करने के इच्छुक लोगों के लिए, कुछ वीडियो (अंग्रेजी में):

मुझे उम्मीद है कि बेहतर समझ के लिए यह पर्याप्त है।

हमेशा की तरह, सभी सफल प्रयोग।

इरिडियम: घर पर उपग्रह नक्षत्र संकेतों को प्राप्त और डिकोड करता है

लोहा

मुलायम

निष्कर्ष

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