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[15632] 2020-07-21_卫星黑客利器：OpenATS新版本更新

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2020-07-21_卫星黑客利器：OpenATS新版本更新 卫 星 黑 客 利 器 ： O p e n A T S 新 版 本 更 新 O p e n A T S   F r e e B u f   2 0 2 0 - 0 7 - 2 1 一 、 卫 星 追 踪 背 景 以 及 测 控 网 简 单 介 绍 一 、 卫 星 追 踪 背 景 以 及 测 控 网 简 单 介 绍 随 着 卫 星 互 联 网 在 全 球 的 加 速 布 局 以 及 我 国 今 年 正 式 将 卫 星 互 联 网 纳 入 新 基 建 范 畴 ， 卫 星 互 联 网 迎 来 大 规 模 布 局 和 加 速 发 展 ， 特 别 是 以 低 轨 卫 星 星 座 S t a r L i n k 为 代 表 的 大 型 卫 星 互 联 网 星 座 。 由 于 卫 星 的 特 殊 用 途 和 优 势 ， 卫 星 网 络 是 国 家 战 略 通 信 资 源 ， 背 后 离 不 开 军 事 和 国 家 安 全 的 背 景 。 卫 星 轨 道 的 种 类 和 区 分 在 我 前 几 篇 文 章 中 略 有 提 及 ， 感 兴 趣 的 可 以 去 我 历 史 文 章 翻 阅 一 下 ， 在 此 就 不 详 细 介 绍 。 低 轨 卫 星 的 轨 道 高 度 一 般 较 低 ， 这 也 是 降 低 通 信 延 迟 的 一 个 理 想 轨 道 。 但 根 据 天 体 运 动 等 物 理 学 我 们 可 以 得 知 ， 距 离 我 们 地 球 越 近 的 卫 星 ， 它 就 需 要 更 高 的 运 动 速 度 来 摆 脱 地 球 的 引 力 ， 当 近 似 接 近 地 表 时 ， 速 度 必 须 达 到 第 一 宇 宙 速 度 7 . 9 k m / s 才 能 摆 脱 地 心 对 它 的 引 力 而 不 会 掉 下 来 。 所 以 低 轨 卫 星 的 在 轨 相 对 速 度 一 般 为 7 k m / s 左 右 ， 较 快 的 速 度 带 来 的 一 个 最 直 接 需 求 就 是 需 要 天 线 精 确 追 踪 指 向 卫 星 ， 这 就 是 卫 星 天 线 带 有 追 踪 功 能 的 根 本 原 因 。 其 实 除 了 相 对 静 止 卫 星 的 其 它 卫 星 ， 几 乎 都 需 要 追 踪 系 统 来 支 持 。 卫 星 距 离 我 们 较 远 ， 少 则 几 百 公 里 ， 天 线 较 多 采 用 高 增 益 的 抛 物 面 天 线 ， 抛 物 面 天 线 的 波 束 窄 ， 如 果 想 要 达 到 精 准 指 向 ， 系 统 精 度 要 求 非 常 高 。 常 见 的 追 踪 方 式 有 脉 冲 追 踪 、 信 标 追 踪 等 ， O p e n A T S 采 用 的 是 星 历 追 踪 。 追 踪 天 线 涉 及 技 术 较 多 ， 价 格 也 是 非 常 昂 贵 ， 1 m 直 径 的 天 线 动 辄 几 十 万 起 步 ， 能 让 爱 好 者 自 己 制 作 追 踪 系 统 是 当 初 制 作 O p e n A T S 的 主 要 原 因 。 本 人 是 做 卫 星 安 全 研 究 方 向 ， O p e n A T S 已 经 在 我 的 工 作 研 究 中 发 挥 了 非 常 大 的 作 用 ， 不 玩 天 线 的 “ 卫 星 黑 客 ” 其 实 都 是 噱 头 。 前 期 的 O p e n A T S 国 内 有 一 些 无 线 电 爱 好 者 、 学 校 学 生 已 经 在 用 来 追 踪 卫 星 或 者 是 空 间 站 通 信 等 用 途 。 卫 星 通 信 行 业 的 人 应 该 熟 悉 ， 低 轨 卫 星 过 境 时 间 非 常 短 ， 最 短 的 几 分 钟 左 右 ， 如 果 想 长 时 间 进 行 数 据 接 收 或 者 是 稳 定 测 控 任 务 ， 需 要 在 全 国 各 地 分 布 搭 建 接 收 站 和 测 控 站 。 国 际 上 著 名 航 天 大 国 都 在 不 同 国 家 部 署 自 己 的 深 空 测 控 站 以 支 持 航 天 任 务 ：
美 国 N A S A 的 深 空 测 控 网 （ D S N ） 主 要 由 3 个 大 的 站 点 组 成 ， 位 于 加 州 的 戈 尔 德 斯 通 站 （ 北 纬 3 5 ° 2 5 ′ 3 6 ″ ， 西 经 1 1 6 ° 5 3 ′ 2 4 ″ ） 、 西 班 牙 的 马 德 里 站 （ 北 纬 4 0 ° 2 5 ′ 5 3 ″ ， 西 经 4 ° 1 4 ′ 5 3 ″ ） 和 澳 大 利 亚 的 堪 培 拉 站 （ 南 纬 3 5 ° 2 4 ′ 0 5 ″ ， 东 经 1 4 8 ° 5 8 ′ 5 4 ″ ） 。 刚 好 经 度 间 隔 1 2 0 ° 左 右 ， 可 以 错 开 接 收 来 自 深 空 网 络 的 探 测 器 、 卫 星 信 息 ， 例 如 火 星 探 测 器 ， N A S A D S N 隶 属 于 J P L 管 理 。 澳 大 利 亚 堪 培 拉 的 7 0 m 直 径 深 空 天 线 ， 也 是 唯 一 可 以 向 旅 行 者 2 号 发 送 命 令 的 天 线 E S A （ 欧 空 局 ） 的 深 空 测 控 站 主 要 有 澳 大 利 亚 新 诺 舍 站 （ 南 纬 3 1 ° 2 ′ 5 3 . 6 1 ″ ， 东 经 1 1 6 ° 1 1 ′ 2 9 . 4 ″ ） 、 西 班 牙 塞 夫 雷 罗 斯 站 （ 北 纬 4 0 ° 2 7 ′ 9 . 6 8 ″ ， 西 经 4 ° 2 2 ′ 3 . 1 8 ″ ） 、 阿 根 廷 延 马 拉 圭 站 （ 南 纬 3 5 ° 4 6 ′ 3 3 . 6 3 ″ ， 西 经 6 9 ° 2 3 ′ 5 3 . 5 1 ″ ） 。 E S A   塞 夫 雷 罗 斯 测 控 站
我 国 测 控 领 域 有 长 春 、 闽 西 、 厦 门 、 渭 南 、 南 宁 、 青 岛 和 喀 什 测 控 站 ， 当 然 还 有 测 控 船 的 支 持 例 如 “ 远 望 号 ” 测 控 船 。 央 视 直 播 火 箭 发 射 的 时 候 会 喊 道 ： “ 青 岛 测 控 站 雷 达 跟 踪 正 常 ， 遥 测 信 号 正 常 。 ” 类 似 这 样 的 话 语 ， 这 些 不 同 地 区 的 测 控 站 肩 负 着 跟 火 箭 和 卫 星 进 行 通 信 、 下 发 指 令 的 任 务 。 我 国 深 空 测 控 站 有 著 名 的 喀 什 3 个 3 5 m 天 线 阵 列 组 成 的 测 控 站 （ 北 纬 3 8 ° 2 6 ′ 3 4 . 7 ″ ， 东 经 7 6 ° 4 3 ′ 4 0 . 3 ″ ） 、 佳 木 斯 6 6 m 天 线 测 控 站 （ 北 纬 4 6 ° 2 9 ′ 3 7 ″ ， 东 经 1 3 0 ° 4 6 ′ 1 2 ″ ） 以 及 远 在 阿 根 廷 萨 帕 拉 的 3 5 m 天 线 测 控 站 （ 南 纬 3 8 ° 1 1 ′ 2 8 . 9 ″ ， 西 经 7 0 ° 8 ′ 5 8 . 2 ″ ） ， 前 阵 子 刚 将 西 安 测 控 中 心 的 天 线 进 行 升 级 ， 也 是 为 了 今 年 火 星 任 务 做 支 持 。 佳 木 斯 深 空 站 俄 罗 斯 的 深 空 测 控 网 由 乌 苏 里 斯 克 站 （ 北 纬 4 4 ° 1 ′ 5 8 . 8 ″ ， 东 经 1 3 1 ° 4 5 ′ 1 8 ″ ） 、 耶 夫 帕 托 利 亚 站 （ 北 纬 4 5 ° 1 2 ′ 5 9 . 7 6 ″ ， 东 经 3 3 ° 2 1 ′ 5 9 . 7 6 ″ ） 、 熊 湖 站 （ 北 纬 5 5 ° 5 1 ′ 5 6 . 8 ″ ， 东 经 3 7 ° 5 7 ′ 1 6 . 5 6 ″ ） 组 成 。 这 些 深 空 测 控 站 分 布 在 全 球 不 同 地 区 的 主 要 目 的 就 是 能 零 盲 区 地 接 收 、 发 射 测 控 信 号 ， 最 大 限 度 的 提 高 捕 获 卫 星 、 火 箭 、 探 测 器 的 能 力 。 最 著 名 、 能 力 最 强 的 的 当 属 N A S A 深 空 D S N 测 控 网 ， 以 下 为 N A S A 的 测 控 站 对 外 实 时 界 面 。 是 不 是 非 常 羡 慕 人 家 N A S A 的 呢 ， 没 关 系 了 ， 现 在 有 了 O p e n A T S ， 你 也 可 以 搭 建 这 样 的 系 统 ， 后 期 可 以 改 进
O p e n A T S 做 的 界 面 更 酷 ， 系 统 更 完 善 ， 这 些 都 可 以 实 现 。 二 、 二 、 O p e n A T S 的 组 成 和 介 绍 的 组 成 和 介 绍 新 的 O p e n A T S 为 了 搭 建 测 控 网 、 接 收 网 而 改 进 ， 旧 版 本 的 O p e n A T S 的 搭 建 需 要 有 较 强 的 动 手 能 力 和 一 些 知 识 储 备 ， 随 着 O p e n A T S 的 更 新 ， 变 得 更 开 放 、 更 先 进 、 更 精 准 ， 但 也 更 复 杂 … 先 介 绍 下 O p e n A T S 整 个 系 统 的 架 构 ， 简 单 的 组 成 图 可 以 让 使 用 者 更 好 的 理 解 整 个 系 统 。 新 的 O p e n A T S 整 个 系 统 中 涉 及 单 片 机 端 、 客 户 端 、 服 务 器 端 、 w e b 端 几 个 组 成 部 分 。 其 中 除 W E B 端 外 全 部 采 用 C 语 言 编 写 ， 为 了 有 更 好 的 兼 容 性 和 计 算 效 率 。 整 个 系 统 全 部 搭 建 在 L i n u x 环 境 中 ， 使 用 者 可 以 把 客 户 端 运 行 在 树 莓 派 上 等 小 型 L i n u x 计 算 机 ， 跟 单 片 机 组 合 形 成 天 线 控 制 器 。 单 片 机 端 的 主 要 任 务 为 接 收 来 自 客 户 端 发 送 的 方 位 角 、 仰 角 数 据 ， 然 后 计 算 转 换 成 相 应 的 脉 冲 发 送 给 电 机 驱 动 器 ， 电 机 可 以 使 用 步 进 电 机 或 者 伺 服 电 机 。 单 片 机 这 部 分 由 原 来 的 O p e n A T S 改 造 升 级 而 来 ， 更 高 的 处 理 速 度 和 兼 容 性 。 由 原 来 的 A r d u i n o 换 成 了 S T M 3 2   F 4 0 7 ， 当 然 这 仅 仅 是 我 测 试 的 方 案 ， 你 也 可 以 移 植 到 更 快 的 单 片 机 上 ， 代 码 开 源 简 单 ， 移 植 非 常 容 易 。 客 户 端 是 作 为 一 个 非 常 重 要 的 控 制 部 分 ， 主 要 任 务 为 接 收 天 线 G P S 的 经 纬 度 、 高 度 、 时 间 等 数 据 ， 读 取 最 新 的 T L E 卫 星 星 历 数 据 ， 使 用 S D P 4 算 法 计 算 出 卫 星 当 前 的 位 置 （ 笛 卡 尔 坐 标 系 ） ， 再 计 算 卫 星 相 较 于 天 线 的 方 位 角 和 仰 角 ， 传 送 给 单 片 机 。 客 户 端 还 具 有 w e b s o c k e t 接 口 以 及 s o c k e t 接 口 ， 将 计 算 出 来 的 数 据 发 送 给 w e b 前 端 显 示 和 汇 报 给 网 络 上 的 服 务 器 端 做 远 程 监 测 （ 图 片 中 经 纬 度 是 3 6 0 总 部 大 楼 ） 。
服 务 端 拥 有 客 户 端 的 所 有 包 括 卫 星 追 踪 、 目 标 追 踪 等 、 手 动 控 制 等 功 能 外 ， 另 一 个 主 要 功 能 就 是 接 收 来 的 所 有 天 线 客 户 端 数 据 ， 并 发 送 给 w e b 控 制 中 心 ， 客 户 端 的 通 信 数 据 格 式 ： 数 据 格 式 分 别 为 ： 天 线 I D ， 天 线 纬 度 ， 天 线 经 度 ， 天 线 高 度 ， 天 线 方 位 角 ， 天 线 仰 角 ， 天 线 状 态 。 其 中 天 线 状 态 如 果 为 0 ， 则 为 目 标 追 踪 模 式 ， 如 果 为 数 字 ， 则 为 追 踪 卫 星 状 态 ， 数 字 为 N O R A D 卫 星 编 号 。 服 务 端 并 可 以 给 每 个 地 面 站 下 达 追 踪 某 颗 卫 星 指 令 。 服 务 器 端 有 数 据 库 接 口 ， 可 以 将 客 户 端 的 数 据 做 记 录 ， 方 便 调 取 天 线 历 史 状 态 。 有 感 兴 趣 的 组 织 或 者 公 司 也 可 以 在 w e b 界 面 中 添 加 网 络 摄 像 头 的 A P I ， 实 时 监 控 天 线 的 状 态 。 服 务 端 同 时 预 留 了 j s o n 函 数 ， 如 果 需 要 修 改 w e b 传 送 数 据 的 可 以 直 接 调 用 j s o n 函 数 接 口 即 可 。 W e b 端 接 收 来 自 服 务 端 软 件 的 w e b s o c k e t 打 包 的 J S O N 数 据 ， 数 据 示 例 ： {   “ a n t e n n a i d ” : “ B E I J I N G ” , ” l a t ” : 3 9 . 9 8 1 3 8 4 2 7 7 3 4 3 7 5 , ” l n g ” : 1 1 6 . 4 8 5 1 8 3 7 1 5 8 2 0 3 1 , ” a l t ” : 1 4 9 . 3 6 9 7 0 5 2 0 0 1 9 5 3 1 , ” a z ” : 2 6 1 . 3 4 1 4 0 0 1 4 6 4 8 4 3 8 , ” e l ” : - 4 4 . 2 1 8 3 6 4 7 1 5 5 7 6 1 7 2 , ” s t a t u s ” : 2 8 6 5 4 , ” i p ” :   “ 1 2 7 . 0 . 0 . 1 ”   } 分 别 对 应 为 ： 天 线 编 号 ， 天 线 纬 度 ， 天 线 经 度 ， 天 线 高 度 ， 天 线 的 方 位 角 ， 天 线 的 仰 角 ， 天 线 状 态 ， 客 户 端 i p 地 址 。 经 过 解 析 、 处 理 ， 分 别 展 示 在 w e b 界 面 中 ， 让 用 户 可 以 实 时 观 看 所 有 测 控 站 的 情 况 。 服 务 端 预 留 了 接 口 也 可 以 给 每 个 测 控 站 下 达 追 踪 指 令 进 行 远 程 控 制 ， 需 要 的 组 织 或 者 个 人 可 以 自 己 在 W e b 界 面 做 个 接 口 就 O K 。 W e b 端 暂 时 的 样 子 如 下 ， 随 便 堆 了 一 个 界 面 ， 我 知 道 很 丑 ， 没 把 精 力 放 在 这 上 面 ， 别 嫌 弃 后 期 会 改 进 哈 哈 。
三 、 三 、 O p e n A T S 的 安 装 、 使 用 方 法 的 安 装 、 使 用 方 法 O p e n A T S 整 个 系 统 的 源 码 已 经 上 传 在 G i t h u b ， 链 接 在 文 章 最 后 。 不 同 的 文 件 夹 ， 分 别 对 应 单 片 机 端 、 客 户 端 、 服 务 端 、 w e b 端 。 下 载 后 分 别 拷 贝 到 不 同 环 境 部 署 。 1 、 单 片 机 端 安 装 单 片 机 端 是 基 于 原 来 旧 版 本 的 O p e n A T S 升 级 改 造 而 来 ， 使 用 者 可 以 直 接 将 源 码 按 照 之 前 文 章 步 骤 上 传 到 A r d u i n o 中 或 者 S T M 3 2 中 ， 只 需 要 把 相 应 的 步 进 电 机 库 拷 贝 到 库 目 录 即 可 。 可 以 根 据 自 己 的 硬 件 条 件 修 改 代 码 中 脉 冲 的 接 口 针 脚 编 号 、 脉 冲 比 例 系 数 等 参 数 。 2 、 客 户 端 安 装 安 装 客 户 端 首 先 安 装 依 赖 环 境 ， 本 系 统 依 赖 G P S D 、 l i b g p s - d e v （ 3 . 2 0 ） 、 n s c u r s e s 、 l i b w e b s o c k e t s - d e v 、 g c c 、 m a k e 、 w g e t ， 需 要 安 装 这 些 依 赖 环 境 后 直 接 m a k e 就 好 。 建 议 安 装 N T P D ， 将 N T P D 的 授 时 源 设 置 为 本 地 G P S 源 ， 可 以 校 准 本 地 系 统 的 时 间 还 可 以 做 时 间 服 务 器 对 外 提 供 服 务 。 具 体 设 置 方 法 请 自 行 谷 歌 参 考 关 键 词 G P S 搭 建 本 地 N T P 服 务 器 ， 由 于 我 们 常 用 的 系 统 为 非 实 时 操 作 系 统 ， 精 度 可 能 不 会 太 高 ， 但 对 于 我 们 来 讲 足 够 ， 至 少 比 N T P 网 络 授 时 精 准 几 个 数 量 级 。 3 、 服 务 端 安 装 服 务 端 安 装 跟 客 户 端 类 似 ， 需 要 以 上 的 依 赖 环 境 之 外 ， 需 要 安 装 m y s q l 数 据 库 或 者 m a r i a d b 数 据 库 ， 还 需 要 l i b s q l c l i e n t - d e v 客 户 端 库 ， 当 然 如 果 你 不 需 要 数 据 库 的 支 持 可 以 不 安 装 数 据 库 ， b u t   客 户 端 库 还 是 要 安 装 的 ， 要 不 然 编 译 不 过 去 。 4 、 w e b 端 部 署 W e b 部 署 相 对 简 单 ， 安 装 相 应 的 w e b 环 境 ， A p a c h e 即 可 ， 将 w e b 端 文 件 夹 下 的 文 件 直 接 拷 贝 到 w e b 目 录 中 即 可 ， 修 改 h t m l 主 页 的 服 务 器 地 址 ， 这 样 可 以 通 过 w e b s o c k e t 获 取 服 务 端 的 信 息 。 5 、 配 置 文 件 客 户 端 和 服 务 端 都 有 软 件 的 配 置 文 件 ， 文 件 名 为 o p t i o n s . i n i ， 为 了 方 便 不 太 熟 悉 英 文 的 朋 友 ， 含 有 中 文 注 释 ， 配 置 文 件 可 以 修 改 接 收 站 默 认 的 经 纬 度 高 度 等 信 息 ， 在 没 有 G P S 模 块 的 情 况 下 采 用 配 置 文 件 中 的 经 纬 度 信 息 。 以 及 默 认 目 标 位 置 信 息 ， 天 线 最 大 仰 角 限 制 参 数 、 是 否 使 用 G P S D 服 务 、 是 否 使 用 G P S 时 间 、 G P S 以 及 天 线 的 串 口 配 置 信 息 、 目 标 追 踪 接 收 数 据 接 口 、 网 络 接 口 、 前 端 接 口 、 G P S 读 取 / 追 踪 / 天 线 控 制 速 度 （ 单 位 m s ） 、 T L E 卫 星 星 历 数 据 更 新 地 址 以 及 备 份 地 址 等 等 。 使 用 者 根 据 自 己 需 求 和 系 统 设 计 适 当 修 改 。
6 ， O p e n A T S 的 命 令 参 数 如 下 ： 追 踪 卫 星 命 令 ， 后 面 跟 卫 星 名 字 ， 例 如 ： o p e n a t s   - s   N O A A   1 8 追 踪 卫 星 命 令 ， 后 面 跟 卫 星 的 N O R A D 编 号 ， 例 如 ： o p e n a t s   - n   2 8 6 5 4 追 踪 目 标 命 令 ， 后 面 无 需 跟 参 数 。 更 新 、 下 载 T L E 数 据 ， 无 需 参 数 ， 直 接 下 载 S p a c e T r a c k 的 全 部 星 历 数 据 显 示 卫 星 轨 道 信 息 功 能 ， 后 面 跟 卫 星 N O R A D 编 号 。 为 G P S 调 试 功 能 ， 无 需 参 数 ， 将 会 显 示 G P S 信 息 用 来 调 试 。 为 远 程 控 制 模 式 ， 之 后 的 O p e n A T S 客 户 端 将 有 服 务 端 下 达 指 令 用 来 统 一 管 理 。
注 意 ： 即 便 是 普 通 追 踪 模 式 下 ， O p e n A T S 客 户 端 也 会 将 天 线 的 经 纬 度 以 及 角 度 数 据 发 送 给 服 务 器 端 。 如 果 不 需 要 的 可 以 在 代 码 中 注 释 掉 相 应 的 线 程 即 可 。 使 用 O p e n A T S 追 踪 极 轨 卫 星 的 下 行 信 号 ， 可 以 看 出 较 大 的 多 普 勒 频 移 四 、 四 、 O p e n A T S 的 一 些 常 见 问 题 和 注 意 点 的 一 些 常 见 问 题 和 注 意 点 默 认 编 译 时 带 有 - g 参 数 ， 如 果 出 现 错 误 会 产 生 调 试 文 件 ， 如 果 l i n u x 系 统 未 生 成 错 误 文 件 请 输 入 命 令 ： u l i m i t   - c   u n l i m i t e d 将 系 统 设 置 一 下 ， 产 生 错 误 后 请 用 g d b 调 试 定 位 错 误 位 置 ， 可 以 发 邮 件 告 知 我 。 默 认 配 置 下 O p e n A T S 通 过 共 享 内 存 获 取 G P S D 的 经 纬 度 、 高 度 、 时 间 等 信 息 用 于 计 算 卫 星 角 度 ， 此 为 推 荐 配 置 ， 使 用 者 可 以 通 过 修 改 配 置 文 件 修 改 成 直 接 使 用 G P S 串 口 信 息 ， 也 可 以 自 己 更 换 G P S 解 析 库 ， 但 本 人 不 建 议 使 用 ， 使 用 G P S D 有 以 下 好 处 ： 1 、 G P S D 对 G P S 模 块 的 信 息 处 理 技 术 更 加 成 熟 ， 处 理 速 度 约 为 1 0 m s ， 精 度 高 稳 定 性 好 ， 如 果 使 用 G P S 模 块 原 始 数 据 的 话 会 因 为 数 据 的 漂 移 导 致 追 踪 受 到 影 响 。 2 、 G P S D 可 以 同 时 支 持 别 的 软 件 例 如 N T P D 进 行 授 时 服 务 ， 可 以 校 准 计 算 机 本 地 的 时 间 让 追 踪 系 统 达 到 更 精 准 时 间 ， G P S 授 时 精 确 度 可 以 达 到 2 0 ~ 3 0 n s （ 1 n s 为 十 亿 分 之 一 秒 ） ， 经 过 串 口 通 信 、 处 理 ， 仍 然 可 以 保 证 在 百 毫 秒 左 右 的 精 度 ， 可 以 大 大 减 少 计 算 误 差 。 3 、 G P S D 支 持 $ G P H D T 测 向 语 句 ， 可 以 对 天 线 系 统 的 方 位 角 进 行 初 步 修 正 ， 为 今 后 静 中 通 、 动 中 通 做 铺 垫 。 今 后 O p e n A T S 会 支 持 静 中 通 、 动 中 通 ， 通 过 传 感 器 在 单 片 机 上 做 P I D 算 法 实 时 修 正 。 由 于 系 统 采 用 高 精 度 追 踪 ， 代 码 中 全 部 采 用 双 精 度 类 型 （ 虽 然 f l o a t 够 用 ） ， 获 取 系 统 时 间 为 毫 秒 级 （ 用 的 f t i m e ( ) 函 数 ） ， 所 以 对 时 间 要 求 很 高 ， 如 果 采 用 G P S D 和 N T P D 协 助 对 系 统 授 时 的 话 ， 那 么 时 间 可 以 高 精 度 计 算 卫 星 位 置 ， 但 如 果 采 用 G P S 模 块 的 话 ， 受 模 块 的 串 口 数 据 频 率 的 影 响 ， 计 算 实 时 性 受 到 限 制 ， 可 以 使 用 指 令 将 G P S 模 块 设 置 串 口 通 信 频 率 大 一 些 如 1 0 H z 。 这 也 是 不 建 议 直 接 使 用 G P S 模 块 采 集 数 据 的 原 因 ， 建 议 使 用 G P S D 服 务 。 O p e n A T S 使 用 的 追 踪 核 心 技 术 为 卫 星 T L E 星 历 追 踪 ， 通 过 T L E 轨 道 数 据 计 算 出 卫 星 当 前 的 位 置 ， 这 种 追 踪 优 势 明 显 ， 但 缺 点 也 有 许 多 ， T L E 轨 道 星 历 数 据 由 于 其 根 数 比 较 特 殊 ， 必 须 配 合 S D P 4 算 法 导 致 预 报 精 度 有 限 ， 当 然 针 对 我 们 来 讲 足 够 精 确 了 。 T L E 精 度 随 着 时 间 的 变 化 误 差 漂 移 变 大 ， 所 以 需 要 经 常 更 新 T L E 数 据 保 持 其 精 度 。 T L E 分 发 由 北 美 航 空 司 令 部 （ N O R A D ） 分 发 ， 一 些 军 事 卫 星 等 敏 感 卫 星 不 在 分 发 之 列 。 O p e n A T S 运 行 后 会 在 4 小 时 自 动 检 查 我 服 务 器 上 的 数 据 并 更 新 本 地 数 据 ， 本 人 的 服 务 器 后 台 每 4 小 时 自 动 从 S p a c e T r a c k 网 站 更 新 数 据 （ N O R A D 每 天 更 新 两 次 ） ， 由 于 美 国 政 府 的 规 定 ： T L E 数 据 个 人 或 者 组 织 分 发 受 到 限 制 ， 还 请 各 位 低 调 使 用 或 者 更 换 别 的 服 务 器 地 址 （ 美 国 有 几 个 组 织 提 供 T L E 数 据 下 载 ） 。 在 此 还 要 感 谢 “ 孤 独 小 白 ” 简 总 赠 送 的 个 人 网 站 服 务 器 。
O p e n A T S 的 目 标 追 踪 功 能 是 一 个 新 亮 点 ， 可 以 用 作 例 如 无 人 机 、 气 球 、 飞 机 、 火 箭 等 目 标 物 体 的 追 踪 ， O p e n A T S 启 动 目 标 追 踪 后 ， 会 在 本 地 开 启 T C P 监 听 端 口 ， 使 用 者 仅 需 要 将 目 标 物 体 的 G P S 数 据 发 送 过 来 即 可 。 G P S 数 据 格 式 为 ： L A T : X X . X X X X X   L N G : X X X . X X X X X   A L T : X X X . X X X X X ， 注 意 的 是 数 据 格 式 遵 循 ： “ x x . x x x x x x x 度 ” ， 而 非 “ 度 分 秒 ” 格 式 ， 需 要 注 意 。 玩 法 例 如 玩 家 可 以 修 改 一 下 d u m p 1 0 9 0 等 A D S - B 软 件 ， 可 以 将 飞 机 的 经 纬 度 传 送 给 O p e n A T S ， O p e n A T S 会 控 制 天 线 一 直 跟 踪 飞 机 。 还 有 一 些 无 人 机 爱 好 者 也 可 以 利 用 无 人 机 发 送 回 来 的 位 置 数 据 发 送 给 O p e n A T S ， 自 动 追 踪 无 人 机 获 取 更 大 的 航 行 距 离 ， 更 多 的 玩 法 还 请 自 己 想 象 。 例 如 把 天 线 换 成 激 光 炮 ， 再 做 个 多 普 勒 雷 达 把 角 度 计 算 出 来 ， 就 是 一 个 自 动 防 御 武 器 了 ， 仅 供 参 考 哈 ， 别 来 真 的 。 手 动 追 踪 模 式 时 ， 输 入 两 个 角 度 数 据 控 制 天 线 指 向 ， 格 式 为 ： 方 位 角   仰 角 ， 例 如 ： 2 6 5 . 3 5   4 6 . 3 5 则 天 线 指 向 方 位 角 2 6 5 . 3 5 仰 角 4 6 . 3 5 ， 非 常 简 单 ， 输 入 q 等 命 令 会 退 出 ， 天 线 自 动 归 零 。 输 入 ” X   修 正 角 度 “ 修 正 方 位 角 0 点 位 置 ， 输 入 “ Y 修 正 角 度 ” 修 正 仰 角 0 点 位 置 ， 用 于 校 准 天 线 0 点 位 置 。 非 常 感 谢 荷 兰 射 电 天 文 研 究 所 A S T R O N 项 目 的 天 文 学 家 C e e s   B a s s a 针 对 卫 星 轨 道 坐 标 转 换 的 指 导 ， 计 算 卫 星 卫 星 角 度 的 核 心 代 码 都 是 采 用 他 的 开 源 作 品 。 最 后 要 说 明 的 是 由 于 本 人 时 间 较 忙 ， 请 使 用 者 需 要 具 有 一 定 的 计 算 机 基 础 ， 包 括 一 些 安 装 依 赖 环 境 、 单 片 机 等 基 本 问 题 ， 还 请 自 行 查 找 资 料 解 决 ， 暂 时 不 提 供 技 术 支 持 谢 谢 谅 解 。 同 时 欢 迎 关 注 本 人 个 人 公 众 号 以 及 网 站 ， 有 最 新 的 信 息 或 者 好 玩 的 东 西 会 及 时 更 新 上 去 。 重 要 提 示 ： 根 据 我 国 法 律 规 定 ， 任 何 个 人 不 允 许 私 自 搭 建 卫 星 接 收 设 施 ， 业 余 卫 星 通 信 需 要 取 得 相 应 的 业 余 无 重 要 提 示 ： 根 据 我 国 法 律 规 定 ， 任 何 个 人 不 允 许 私 自 搭 建 卫 星 接 收 设 施 ， 业 余 卫 星 通 信 需 要 取 得 相 应 的 业 余 无 线 电 操 作 证 书 ， 还 请 使 用 的 人 应 用 慎 重 ， 请 勿 做 违 法 的 事 情 干 扰 正 常 通 信 ， 本 人 对 此 类 事 情 概 不 负 责 。 线 电 操 作 证 书 ， 还 请 使 用 的 人 应 用 慎 重 ， 请 勿 做 违 法 的 事 情 干 扰 正 常 通 信 ， 本 人 对 此 类 事 情 概 不 负 责 。
个 人 网 站 ： w w w . c h n s a t c o m . c o m O p e n A T S   项 目 G i t H u b 地 址 ： h t t p s : / / g i t h u b . c o m / O p e n A T S / O p e n A T S 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐 阅 读 原 文
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