前言
近月正反覆測試以現有的設備,嘗試收得更遠,更弱的訊號。而 source 不假外求的,即時想到的就是 1090MHz 飛機 beacon,403MHz 天文台探空儀。
實驗過程中,也購入一件平價的前置 LNA (low noise amplifier,低噪放大器)。但初步效果不明顯,暫且不介紹免害人。
另一發現,就如 Facebook 的簡報提到,天文台探空儀的訊號明顯不同了;由連續如 aprs 的 packet 聲變為約每秒短束的 pulse 聲。
有新野試,即刻醒哂。初步網上對比訊號的頻譜圖,新一代的探空儀應為 Vaisala 的 RS41-SGP。
Why RS41- SGP
官網資料
作為一個永遠也是氣象觀測的門外漢,我只能對比新舊探空儀的規格表。簡單來說,三個重要數據 – 濕,溫,壓度的解析度高了十倍。
而對 Ham 較有用的資料是 Telemetry , GPS 和滯空時間部份。
訊號速率由 GFSK 2400 變為 4800 bit/sec 。
內置支援 48ch 的 GPS 模組,直接輸出坐標和高度的數據。
電池起用 Lithium 電池,操作時間不少於 240min。舊款的只約 135min。
整體重量比舊款更輕,只約 113g only 。
接收準備
接收軟件
SDR #,經 virtual cable 將音頻訊號 feed 到解碼軟件。Radio 設為 NFM,頻率仍舊是403MHz。
解碼軟件
除下投式探空儀介紹過的 open source 軟件過,舊文介紹過的 Sondemonitor 原來也支援 RS41 訊號。為求快手和畫面效果,用回 Sondemonitor 示範。
由於 RS41- SGP 發射數據己包含 GPS 坐標等位置資料,因此無需如舊文下載星曆等麻煩手續。另也請安裝 Google Earth 備用。
實戰
訊號發射時間仍是約 7:18pm。SDR 手指接不同的天線以對比效果。另配一部手機監聽 403MHz 訊號。
如一切設定就緒,訊號到不消幾秒就應看到 sondemonitor 的 Processing 視窗解碼並顯視文字資訊了。每項資料上的圓點轉綠色即是次接收數據解碼成功。
而解碼是否暢順,可看 Frame 數字,他就如一個向上的 counter,不停每秒向上數。如發現訊號斷續,可調教一下 SDR# ,virtual audio cable 的音量輸出。
Raw Data 畫面
風速畫面
接收一段時間後,我們可選 View => Google Map ,他會 call default browser 開啟 Google Map 並標出探空儀的位置。這個小意思,沒玩味。
選 Options => Google Earth 的 G-E History,他會在 sondemonitor 的 folder 內產生一個 *.kml 檔。
Double click 這個 kml 檔,會 call 出 Google Earth 並顯示探空儀的 3D path。
這比舊款的好。由於舊款的 RS92 回傳的是 gps 的 raw data , Google Earth 也只能顯示平面路徑圖而已。
而現在則可顯示 3D 路徑圖,較 detail 外,成功感也較高。不過這是有代價的。Goole Earth 也打開後,可能是電腦較舊的關係,部機接近點穴狀態。所以我也放棄試 live 了。
挑戰
寫到這裡,彷似一切也很順利。但其實過程發現新一代的訊號較難解碼。我為此也花了三晚測試 home base 附近不同地點,天線等。
Day 1 其中一款測試的小天線
Day 2 另一款測試拉捍天線是鴨街$20貨色,長係夠長,但訊號一弱也沒甚幫助。遂換上 Diamond 天線,訊號即有改善。
解碼開始困難均大約始於 7:45pm,到約八時基本上收不到了,盡管 SDR# 顯示仍有微弱的波形,不過 waterfall 顯示強度己很弱了。
這是轉弱形態
見到咁可以收工
而整個過程時間也比舊文的要短。
究其原因,我的分析是 :
4800 bit/s,解碼要求較高。不更換硬件的情況下,訊號開始轉弱時推高 SDR# 的音量輸出有一點幫助。
天線是關鍵。訊號強,用回 SDR 送的小型天線可以。但轉沉靜後,用回 Diamond UHF 接收天線訊號強度馬上改善。waterfall 由深藍變回黃色,捱多五分鐘左右。
另一現象是,在 SDR# 己沒甚氣息,完全不能解碼時,監聽用的 Kenwood TH-F7 仍固定每秒輸出 pulse 聲,並維持一段頗長時間,配的也只是全裝手機天線而己。SDR 手指的靈敏度與 TH-F7 的立見高下。
總結
不論舊文以至今次的實驗顯示,探空儀上升後均是向東漂。從地理角度來看,九龍灣,啟德郵輪碼頭,觀塘海濱公園等地十分適合接收整個探空儀的旅程。我十分希望接收一次完整探空儀之旅的訊號。
實驗初步得悉 TH-F7 接收靈敏度較高。會嘗試將其音頻 feed 到電腦作解碼之用。而 TH-F7 內置全頻接收,HF 頻段比廉價 SDR 手指(最低 24MHz)可接收到更低頻的訊號。順利的話可靠其接收 HF 頻段的數碼訊號。
花了三晚,這是最遠的了。想接收外海訊息,還需努力。
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