本系列文章的第1部分和第2部分介绍了创建卫星图像接收系统所需的组件。在第三部分也是最后一部分中，我们将深入研究软件的使用，进行实际的接收测试，并就如何改进无线电信号提出一些建议。
SDR++(见图12)是一个多平台、开源的软件定义无线电(SDR)程序，可管理许多SDR接收器。其最有价值的地方就是易于使用。即使是这样，为了更好地使用该程序，还是建议用户阅读相关网站上的官方文档。它的工作原理与普通无线电接收器完全相同，只需设置一般接收特性即可。对于NOAA卫星，您需要了解以下信息：
设置好所有必要信息并知道卫星的经过时间后，就可以开始以正确的频率接收卫星信号了。在图12中，您可以看到NOAA 15卫星当前的接收频率为137.620MHz。其中，可以观察到一个相当强大的载波，其信噪比(SNR)约为25dB(可在屏幕右上角观察到)。该信号包含相关卫星传输数据的调制载波。在卫星接收过程中，必须开始对从卫星接收到的数据进行音频记录，因为这些数据随后将由相应的软件进行处理，以解码和显示图像。要录制音轨，只需选择目标文件夹并按"Record(录制)"按钮，然后在录制结束时按“Stop(停止)”按钮。
图12：SDR++软件的目的是管理和显示从RX USB接收的数据。
要接收来自卫星的无线电信号，需要对软件进行基本的配置，就像所有普通接收器一样。需要指定的主要选项如下：
卫星的经过令人兴奋，尤其是第一次。图13显示了卫星接近接收站然后远离时的无线电载波功率。如第2部分所述，整个经过的过程持续约10到15分钟。
图13：根据卫星与接收点的距离，卫星的无线电载波具有不同的功率。
SatDump是一款通用卫星数据处理软件(见图14)。它是一个管理图像预测、接收、记录、解码和显示的独立环境。就我们的目的而言，我们将完全在离线模式下使用该软件，用SDR++ 处理接收到的WAV音频文件。
SatDump获取录制的WAV文件并对图像进行解码。需要注意的是，NOAA卫星图像是黑白的，以两个通道传输：原始图像和红外图像。如果您在网上找到彩色图像，则说明这些图像已使用其他软件进行了后期制作。NOAA卫星传输的图像没有地图线，例如国家和州之间的分界线或城市名称。带有地图线的完整图像也是使用其他软件进行后期制作的。通常，接收到的图像是颠倒的，因为卫星有时从南到北，有时从北到南。如果您收到的是颠倒的图像，您可以很轻松地将其旋转摆正。
很显然，最好的图像肯定是在白天收到的图像。卫星即使在夜间也会发送红外图像，因此正确解读图像就有点困难。有了这款软件，用户只需选择与接收卫星相关的合适的"管道"，选择正确的输入和输出文件夹，选择“wav”模式，然后按下“Start(开始)”按钮。操作结束后，目标文件夹将包含程序生成的图像。
图14：SatDump软件对接收信号进行编码
经过这么多的准备，我们终于可以与 NOAA 卫星进行第一次“约会”了。在这种情况下，本系列文章中介绍的第一款软件Gpredict将会为我们提供帮助。用户一定不要忘记正确设置观测地点的地理坐标，否则时间和天空中的位置将不对应。此时，一旦确定了卫星在观测的天空附近过境的时间，只要无线电载波具有足够的强度，我们就可以开始以WAV格式记录音频信号了。
为了确保信号质量，其电平必须至少达到信噪比的25dB。瀑布图上的红色或白色也表明了信号的强度很高。建议不要重命名录制生成的WAV文件，保留原始名称不变。然后就可以启动SatDump软件，切换到离线模式并打开之前存储的音频文件。执行完所有操作后，将能够观察程序生成的图像了。可以在下面看到所收到图像的一个小图片库。
例如，在图15中，可以看到意大利的原始双通道图像(A-B)。时不时地，您可能会发现一些小的无线电干扰，这对于在城市建筑物中安装系统的用户或是天线效率不高的用户来说是很正常的。
图15：意大利上空的卫星图像，带有一些小的无线电噪声
在图16中，可以看到西西里岛的图像，以及西班牙的一角。
图16：西西里岛和西班牙的卫星图像
图17显示了如何通过使用SatDump以及添加颜色和装饰元素(图层和叠加)使卫星图像变得更加专业。
图17：使用SatDump进行卫星图像的后期制作
NOAA卫星使用的频率不是很高，但也不是太低。天线或传输线中的一个微小电气细节都可能会对接收信号产生负面(或正面)影响。对图像进行编码时，请务必检查一下SNR，这是有关信号质量的非常有指示性的数据。您必须非常精确地了解电缆的长度。如前所述，在此频率下，随着电缆长度的增加，衰减也会越大。天线的阻抗并不总是与电缆和无线电接收器的阻抗相同，因此需要采取一些预防措施来调整这三个组件。您可以使用短截线、“T”或“Pi”阻抗适配器或巴伦，但要解决这个问题，还是需要丰富的天线设计经验。最后，为了改善接收效果，可以优化天线的位置，将其移动、升高或降低几厘米，直到找到尽可能高的增益。
本系列文章介绍了如何使用简单的SDR接收器接收卫星图像。工作原理很简单：卫星绕地球旋转，逐行生成扫描图像。然后这些图像被发送回地球，例如形成电视图像。卫星平均通过时间为10到15分钟，平均高度为800公里。例如，当卫星经过澳大利亚上空时，它自然会提供该国家的照片。因此，无法从意大利收到来自澳大利亚的照片。由于作者居住在欧洲，因此本文中的照片指的是欧洲大陆。
虽然在开阔的乡村进行观测是理想的选择，但如果您住在城市建筑中，我们建议您安装两根天线：一根朝北，一根朝南。为此，您可以使用恰当的开关来选择所需的天线。
本文的重点是关注实现的简易性，以使所有人都能接收卫星图像。我们特别选择使用SDR接收器，这是一种相对便宜且易于找到的设备。此外，我们还提供了详细的说明和图像，以帮助安装天线和配置软件。有了这些措施，即使没有太多电子或电信方面的经验，所有人都可以开始接收卫星图像。当然，您可以尝试不同的天线，找到最适合您需求的组合。接收卫星图像是一项令人着迷且有益的爱好，只要稍加练习，就能接收到高质量的太空图像，甚至是来自其他卫星的图像。
(原文刊登于EDN姊妹网站EEWeb，参考链接：Polar Satellite Image Reception: An Exciting Appointment (Part 3)，由Ricardo Xie编译。)
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