【AI前沿】接住来自空间站的信号：如何用手台接收 SSTV？

来自宇宙的你——国际空间站 ARISS SSTV「远征」活动主作者关注休伯利安少数派作者还没有认真的介绍自己休伯利安关注休伯利安少数派作者还没有认真的介绍自己联合作者关注休伯利安少数派作者还没有认真的介绍自己休伯利安关注休伯利安少数派作者还没有认真的介绍自己昨天 16:34Matrix 首页推荐Matrix是少数派的写作社区，我们主张分享真实的产品体验，有实用价值的经验与思考。我们会不定期挑选 Matrix 最优质的文章，展示来自用户的最真实的体验和观点。文章代表作者个人观点，少数派仅对标题和排版略作修改。无论是在无人旷野之中的夜晚，还是城市中被灯光抢去光亮的夜空，你有没有想过去接收那些来自星空的信息？光年以外的宇宙之音对我们来说可能过于遥远，毕竟连 CRT 电视雪花里那一点点大爆炸的余晖，都早已经被更先进的技术所替代。但人工卫星的信号却在无时无刻地穿过天空、穿过我们的身体，回荡在这地球之上。在上一篇文章中，我讲述了如何使用手台进行中继台通信。没想到在少数派有很多派友对无线电通信感兴趣，所以今天整理一篇使用手台接收卫星 SSTV 信号的文章。几个概念打卫星HAM 之间有一种非正规的叫法叫做「打卫星」。严格来说，「打卫星」就是使用无线电电台获取卫星发来的信号，或者通过卫星进行无线电通信。所以「打卫星」的玩法有很多种，有进行卫星通联的，有接收 SSTV 信号的，还有一些学校会与国际空间站合作，开展学生与宇航员通联的教学活动。之前有介绍过 UV 段通联，但是受限于频率、传播环境和地形条件，UV 段在城市中通常直连约 3–10 公里已经算是比较常见的范围。也就是说它最大的问题是「腿短」：类型频率范围VHF144–146 MHzUHF430–440 MHz卫星通信则把这条路换到了天上，我们可以使用 UV 段设备接收卫星信号，在条件合适的情况下，通过卫星覆盖区域实现远距离通联。本文主要介绍的是接收信号。如果想发射信息、进行真正的卫星通联，之后的文章可能会再介绍。不过在那之前，我们最好先有良好的通联经验、灵敏的听力、能力压群雄的大嗓门以及能熟练报菜名的贯口技能。什么是 SSTV？SSTV，全称 Slow Scan Television，中文一般翻译为「慢扫描电视」。这个名字听起来像电视，但我感觉更像「无线电传真」。它不是传输连续视频，而是把一张静态图像转换成声音信号，再通过无线电传播出去。接收方把这段声音录下来，再通过软件还原成图片。SSTV 的概念通常被认为是由美国业余无线电爱好者，在上个世纪五十到六十年代提出。早期的系统使用静电显示器和摄像管，目标是在大约 3kHz 的电话语音带宽里传输黑白静态图像，尽管当时图像分辨率不高，大约 120 行、每行约 120 像素，但在当时已经算是「黑科技」了。因为 SSTV 使用声音格式进行传播，所以在接收的过程中，你可能会听到一连串奇怪的声音。经常开高达的朋友应该对这个声音比较熟悉。请看视频：此外，很多人也会自然地提到「NASA 的 ISS SSTV 活动」。这个说法在大众传播中可以理解，但严格来说，ISS 上的业余无线电活动主要由 ARISS 体系组织和协调。ARISS 的全称是 Amateur Radio on the International Space Station，也就是「国际空间站业余无线电项目」。它是一个国际合作项目，目的不单纯是让无线电爱好者玩设备，而是通过国际空间站上的业余无线电系统，把航天、通信、物理、工程和教育连接起来。NASA 官方也将 ARISS 描述为一种面向学生和公众的 STEM 教育活动，让学生通过业余无线电了解 ISS、宇航员生活和空间科学。希望有一天我们的航天员也和我们的学校通联所以 ISS SSTV 并不是一个孤立的「发图娱乐活动」，它属于 ARISS 教育推广体系的一部分。NASA、ESA、JAXA、CSA、Roscosmos 等航天机构，以及各国业余无线电组织、AMSAT 组织，都共同参与或支持 ARISS。其实有很多卫星都会做类似的活动，甚至也有一些不知名的神秘信号。不过我还是推荐新手优先参与国际空间站的 SSTV 活动。原因很简单：比较权威、资料更多、活动信息也比较明确，成功接收后还可以获得对应的电子奖状用作纪念。至于 QSL 卡片，这个话题我会放在下一期单独介绍。因为 QSL 卡片不只是「收一张卡」这么简单，它背后还有无线电通信确认、卡片交换、实体卡与电子卡、不同地区 Bureau 以及 ISS/ARISS 相关申请方式等内容。如果全部塞进这篇文章，篇幅就会变得太长，甚至有点喧宾夺主。在下的 QSL 卡片还是比较抢手的，有需要换卡的可以私信这篇文章我们先专注一件事：如何用手台接收 ISS SSTV 信号，并完成奖状申请。准备工作电台通常意义来说，只要可以接收 UV 段信号的电台都可以。我推荐使用移动方便的手台。因为接收卫星信号通常需要找开阔地，手台轻便、准备快，携带也方便。如果经济条件允许，也可以使用比较强力的多波段电台，比如 ICOM IC-705 这样的设备。它的接收能力、频率控制和整体体验都会更好一些。因为通常需要找开阔地进行信号接收，所以最好使用便捷、好移动的电台。如果你家在顶楼或者周围比较空旷、干扰也比较少，也可以使用车载电台。我就在老家架设了车载背负电台，接收 SSTV 的效果非常好。新手第一次尝试时，不用一开始就追求完美图片。先能听到信号，再能录下完整声音，最后再追求解码质量。无线电这个东西，很多时候不是一上来就满分，而是一次比一次好。这种移动电台是非常高级，当然钱也高级天线与馈线天线的选择这里是个学问。不同的天线需要应对的环境会有很大不同。另外，连接用的馈线以及接口，也会直接影响通联和接收质量。如果身边有比较宽广的广场或者空地，并且周围的电磁环境比较简单，可以使用车载天线或者玻璃钢棒杆天线。车载天线如钻石的 NR701、NR770 一类天线都可以尝试。棒杆天线则是像激光剑一样的样式，通常架设在楼顶或者开阔的阳台。选择天线时要注意接口以及馈线的连接方式。如果是固定地点使用，则需要购买足够长、损耗较低、屏蔽效果比较好的馈线，把天线引到屋内。如果是车载天线不装在车上，而是移动使用，也没有问题，但是要注意准备足够长的馈线进行连接。不同的馈线和电台接口也不同，需要提前检查。通常手台 SMA 接口比较多，车载台则可能使用 M 头、N 头等接口，这就需要不同的转接头。不要等卫星快来了才发现接口不对。天线接口转接太乱了，最好手里常备一些如果你家的环境比较复杂，或者你想让通信和接收效果更好，那么就需要八木天线。八木天线的完整名称是 Yagi-Uda Antenna，也叫八木—宇田天线。它的名字来自两位日本学者：八木秀次和宇田新太郎——谁在前谁出名啊。别看它最初是在日本发明的，但在二战期间，反倒是盟军在日本雷达设备中发现了这种天线结构，并惊讶于它的实用性，以至于后来它成为了反法西斯科技树上重要的技能点之一。日本发明了它，却没有充分应用自己的专利技术，这件事本身也很有历史讽刺感。战后八木天线被广泛应用在电视接收、雷达、无线电通信等领域。很多老式屋顶电视天线，其实就是八木天线的变体。尤其是 80 后、90 后，使用过 CRT 电视的朋友，一定见过这种电视天线，小时候天天转天线接收信号的很可能就是它。八木天线最大的特点就是定向发送和接收信号。它非常适合进行远距离、定向的信号接收。通常八木天线可以手持，也可以安装在云台或者支架上。只要对准天空中卫星所在的大致位置，就可以获得明显的信号增益。这里需要说明的是，不同于车载和棒杆天线，八木天线并没有必要特别迷信品牌，反倒是很多业余民间制作的八木天线效果很好。比如国内的 RSJ 就是这方面的 DIY 大神，很多 HAM 都会找他制作手持八木天线。自己制作八木天线也是 HAM 手工乐趣之一。手持八木不光是力气活，还有大爷围观举报，别问我咋知道的（图片来自网络）最后，无论是八木、车载天线还是棒杆天线，一定要确认它适合 UV 段，尤其是 ISS SSTV 常用的 145.800MHz 附近。如果频率不匹配，天线看起来再威猛实际效果也不会太好。两台智能手机或者一台手机加电脑卫星是移动的，我们需要通过手机进行巡星定位。通常我们会使用带有陀螺仪功能的智能手机，配合寻星 App 或者小程序进行卫星定位。另外还需要一台智能手机进行信号保存或信号解析。如果使用笔记本电脑，也有类似的软件可以处理。但考虑到大部分操作需要在户外完成，所以手机通常是最佳选择。信号解析简单来说，就是把音频信号转换成图像。所以我们可以使用高保真的线材进行连接转换，也可以使用外放加麦克风收音的方式转换。最简单的方法是让手台外放 SSTV 声音，然后用手机麦克风录音或直接解码。这个方法门槛最低，但是容易受到风声、人声、车声等环境噪声影响。更稳定的方法是使用音频线连接。通常需要一根 AUX 音频线，并且需要转换手台的音频口。一般来说，手台使用 K 型音频口比较多，也有一些使用 USB 接口。现在手机 Type-C 接口居多，所以可能还需要一个 3.5mm 转 Type-C 的转换线，或者使用外置声卡。根据各自的手台不同，具体操作也略有区别。不懂的话可以找一家淘宝店问问，或者直接把手台接口拍照给对方，通常比自己猜靠谱。一定要选择可以传送音频的，有些带芯片不一定可用常用 App 和电脑软件这里顺便列举一些常用的软件，方便新手少走一点弯路。首先是寻星和查看过境时间的软件。这类软件的作用是告诉你 ISS 或其他卫星什么时候从你头顶经过、从哪个方向升起、最高仰角是多少、最后从哪里落下。常见选择包括：类型软件举例说明手机 AppHeavens-Above很经典的卫星过境查询工具，可以查看 ISS 和其他卫星的过境时间手机 AppISS Detector对新手比较友好，可以提醒 ISS 过境，也能查看方位和仰角手机 AppLook4SatAndroid 上比较常用的开源卫星追踪 App，适合查询业余卫星手机 AppGoSatWatchiOS 上常见的卫星追踪工具，适合查看卫星轨迹网页工具Heavens-Above 网站不想装 App 的话，也可以直接用网页查询过境信息Windows 软件Orbitron老牌卫星追踪软件，界面有点年代感，但功能很完整Windows 软件Gpredict跨平台卫星追踪软件，也可以在 Windows 上使用其次是 SSTV 解码软件。这类软件的作用是把你接收到的声音转换成图像。也就是说，寻星软件负责告诉你「卫星在哪」，SSTV 软件负责把「声音变成图片」。常见选择包括：平台软件举例说明AndroidRobot36安卓上很常用的 SSTV 解码 App，适合新手直接用手机接收iOSSSTV Slow Scan TV / SSTV PadiPhone 上常见的 SSTV 解码工具，可以通过麦克风或音频线接收WindowsMMSSTVWindows 上非常经典的 SSTV 软件，很多 HAM 都用过WindowsRX-SSTV适合接收 SSTV 的 Windows 软件，界面相对简单LinuxQSSTVLinux 平台常见的 SSTV 软件，也支持多种模式录音工具手机录音机 / Audacity不负责直接解码，但可以保存原始音频，方便后期重新解析如果是第一次尝试，建议不要一上来就把流程搞得太复杂。最简单的组合是一台手机用来查 ISS 过境时间，另一台手机用 Robot36 或 SSTV Pad 之类的软件进行解码。如果你想稳妥一点，可以同时用录音软件把原始声音保存下来，回家以后再用电脑软件重新解码。这里还一个小技巧：现场解码失败不代表你这次接收失败。只要原始音频保存完整，很多时候后期还有救。尤其是 ISS 过境时手忙脚乱，现场软件识别错模式、图片歪斜、颜色不对都很正常。无线电的快乐，有时候就是回家以后慢慢「抢救宇宙快递」。最后我给大家推荐个不折腾、最方便的，小程序搜索「云端卫星」，内部可以搜索卫星定位以及搜索寻星方位信息，非常方便国内来说，小程序