# Наземная станция

## Коротко

Станция СОНИКС устроена примерно как человек, который слушает радио:

- **антенна** — «ухо», которое ловит радиоволны;
- **приёмник** — «радио», которое превращает волны в цифры;
- **компьютер** — «мозг», который решает, когда и что слушать, и разбирает
  услышанное;
- **интернет** связывает станцию с порталом: оттуда приходят задания, туда
  уходят результаты.

Собрать такую станцию под силу школьному кружку: большая часть деталей
покупается готовыми, а антенну для начала можно сделать самому.

```text
  антенна ── МШУ ── кабель ── SDR-приёмник ── USB ── компьютер ── интернет ── портал
  (на улице)                       (в помещении)
```

## Антенна

{term}`Антенна` — самая важная часть станции: от неё больше всего зависит, что
станция услышит. Антенна рассчитана на свой {term}`диапазон <Диапазон>` частот,
поэтому сначала решите, какие спутники хотите слушать. Для начала лучше выбрать
UHF (около 435 МГц): там больше всего кубсатов.

Антенны бывают двух видов.

Всенаправленные
: Слушают всё небо сразу, их не нужно поворачивать. Это самый удобный вариант
  для начала. Примеры: V-диполь, турникетная, квадрифилярная (QFH). Спутники
  передают сигнал с закручиванием (круговой поляризацией), и квадрифилярная
  антенна принимает его особенно хорошо.

Направленные
: Слышат дальше и лучше, но только в одну сторону, поэтому их нужно всё время
  поворачивать вслед за спутником. Примеры: яги, кросс-яги, спиральная. Для
  поворота нужно {term}`поворотное устройство <Поворотное устройство>`.

Антенну ставят как можно выше и дальше от препятствий: на крышу, на мачту, на
балкон верхнего этажа. Чем меньше неба закрыто домами и деревьями, тем больше
удачных наблюдений.

На портале для каждой антенны станции указывают её тип и диапазоны частот —
по ним портал решает, какие спутники станции предлагать.

## Малошумящий усилитель (МШУ)

Сигнал спутника очень слабый, а по дороге от антенны к приёмнику часть его
теряется в кабеле. {term}`МШУ` ставят прямо у антенны: он усиливает сигнал до
того, как тот ослабнет в кабеле. Особенно он нужен, если кабель длинный.

Обычно МШУ питается прямо от приёмника по тому же кабелю — эта функция
называется bias-tee и включается в настройках станции.

## SDR-приёмник

{term}`SDR-приёмник <SDR-приёмник>` — небольшое устройство, которое
подключается к компьютеру по USB. Он принимает радиосигнал и превращает его в
поток чисел, а всё остальное — настройку на частоту, демодуляцию,
декодирование — делает программа.

Станция СОНИКС работает с такими приёмниками:

- **RTL-SDR** — самый дешёвый и распространённый, хорош для начала;
- **Airspy Mini** и **Airspy R2** — чувствительнее и стабильнее, их
  используют на постоянных станциях;
- HackRF, SDRplay, LibreSDR.

## Компьютер: одноплатник или ноутбук?

Компьютер станции запускает программу-{term}`клиент <Клиент>`. Мощный компьютер
не нужен, но есть требования:

- операционная система **Linux** — Raspberry Pi OS или Debian 12;
- не меньше **2 ГБ** оперативной памяти и несколько гигабайт свободного места;
- постоянный доступ в интернет;
- работа без перерывов: станция приносит пользу, когда включена круглосуточно.

Что выбрать:

Одноплатный компьютер
: {term}`Одноплатный компьютер` — Raspberry Pi 4 или Pi 5 с 2 ГБ памяти и
  больше. Маленький, тихий, потребляет мало энергии, его можно поставить рядом
  с антенной и забыть. Большинство станций сети работают именно на Raspberry Pi.

Мини-ПК
: Небольшой неттоп, например на процессоре Intel N150. Мощнее одноплатника и
  так же подходит для круглосуточной работы.

Ноутбук
: Подходит, чтобы попробовать: на ноутбуке с Linux (например, Ubuntu) клиент
  работает так же, как на одноплатнике. Windows тоже можно использовать — через
  Docker Desktop, но инструкция по установке пока написана для Linux. Для
  постоянной станции ноутбук неудобен: его надо держать включённым и рядом с
  приёмником.

Программа станции поставляется готовым контейнером Docker: всё нужное для
обработки сигнала уже внутри, отдельно ставить ничего не нужно.

## Поворотное устройство

Поворотное устройство (ротатор) по командам компьютера поворачивает направленную
антенну за спутником. Для начала оно **не нужно**: станция по умолчанию работает
с неподвижной всенаправленной антенной. Ротатор имеет смысл добавить позже,
вместе с направленной антенной, чтобы слышать спутники дальше и чище.

## Интернет и точное время

Станции нужен постоянный доступ в интернет, достаточно обычного домашнего или
школьного. Трафик небольшой: станция сверяет расписание с порталом, а после
пролёта отправляет запись и водопад.

Часы компьютера должны идти точно: по ним станция считает, когда начинать приём
и насколько сместилась частота. На Raspberry Pi OS и Debian синхронизация
времени через интернет включена по умолчанию.

## С чего начать

Самый дешёвый способ попробовать:

- **RTL-SDR** (лучше с поддержкой bias-tee);
- **самодельная антенна** — V-диполь или квадрифилярная на UHF; инструкций по
  сборке в интернете много;
- **любой компьютер с Linux**, который можно оставить включённым.

С таким набором станция уже примет сигналы спутников, пролетающих высоко над
горизонтом. Когда появится уверенность, антенну и приёмник можно улучшать.

## Комплект станции СОНИКС

Для постоянных станций проект использует проверенный комплект:

| Часть | Что в комплекте |
|---|---|
| Антенна | Квадрифилярная (QFH) |
| Усилитель | МШУ «МаШУНя» 435 |
| Кабель | Кабельная сборка 15 м, кабель 5D-FB |
| Приёмник | Airspy Mini |
| Компьютер | Raspberry Pi 4 или мини-ПК на Intel N150 |
| Питание | Адаптер питания |

Если вы собираете станцию сами, ориентируйтесь на этот состав: с ним станция
работает на UHF круглосуточно, а приёмник настраивается прямо с портала.

## Хочу подробнее

- [Требования к системе](https://sonik.space/docs/client/station/requirements.html) —
  точные требования к компьютеру и приёмнику.
- [Установка](https://sonik.space/docs/client/station/install.html) и
  [конфигурация станции](https://sonik.space/docs/client/station/configuration.html) —
  пошагово, с командами.
- [Поворотное устройство](https://sonik.space/docs/client/station/rotator.html) —
  как подключить ротатор.
- [Наземные станции на портале](https://sonik.space/docs/network/stations.html) —
  статусы, антенны и диапазоны.
- В [подборке ссылок](links.md) есть статьи «Антенны для связи с кубсатами» и
  «Из чего состоит наземная станция приёма спутниковых данных».