作者：陸向陽
圖1 用樹莓派架設網站，用瀏覽器瀏覽樹莓派網站，可以接收到衛星信號（圖片來源：樹莓派官網）
樹莓派上太空站已不是新聞（AstroPi計畫），甚至有用樹莓派打造的衛星已在太空軌道上（GASPACS衛星），但衛星需要跟地面站聯繫，一種是收發站，可以跟衛星雙向溝通，甚至從地面發出控制命令調整衛星方位等，另一種是地面接收站，單純接收衛星信號，例如GPS導航即是如此，而在樹莓派上太空後，也開始有創客用樹莓派打造衛星地面接收站，用來接收氣象資訊。
第一步：自製天線
對此，創客Toby需要先自製1個四股螺旋天線（Quadrifilar Helix Antenna），然後購買1個USB介面的軟體定義無線電（SDR）接收器，以及1台第四代樹莓派Model B。
自製天線方面需要先購買1根塑膠管（直徑4公分、1.5公尺長）當固定架、4根銅管（直徑0.8公分、5公尺長）當天線、4個彎頭的焊接環、4個2×8公釐的螺絲等，然後固定架與天線間的塑膠扣件用3D列印實現，Toby很大方直接提供大家他設計好的 .stl檔給大家下載。另外需要銼刀、砂紙、焊槍等，才能把接收天線建構起來。
圖2 用3D列印塑膠配件，以便用來打造衛星接收天線（圖片來源：樹莓派官網）
圖3 完成的天線面貌（圖片來源：樹莓派官網）
有關天線部分在此僅概略說明，進一步是購買無線電接收器，Toby是在英國Amazon上購買NESDR Mini (TV28T v2) USB RTL-SDR, DVB-T & ADS-B Receiver Set，約27.8英鎊，在台灣或許要找類似的產品。
然後，接收天線與USB接收器間還需要兩個東西，一個是MCX公轉BNC母的RG316低衰減豬尾轉接頭，長度23.5公分；另一是BNC公轉BNC母的RG58同軸電纜線，長度看您要讓接收天線與樹莓派間相隔多遠，Toby是使用10公尺長。
圖4 樹莓派、USB無線電接收器及轉接頭（圖片來源：樹莓派官網）
第二步，軟體安裝
再來是樹莓派部分，需要在樹莓派上安裝一套raspberry-noaa軟體，嚴格而論第二代樹莓派也可以安裝與執行raspberry-noaa，但因為v2新版的raspberry-noaa是在第四代上開發與測試的，所以穩當點還是使用第四代樹莓派。
Toby在正式安裝raspberry-noaa前是先給樹莓派安裝32位元Raspberry Pi Lite，microSD記憶卡建議16GB以上，接著為樹莓派設定一個本機端網址，Toby的示範設為weather.local，登入帳號為pi，密碼自由設定，然後要輸入樹莓派可以用Wi-Fi無線連網的SSID及其密碼。
完成上述後使用SSH連線登入，即輸入pi@weather.local後再依提示輸入密碼，順利登入後先例行性更新整個系統內的軟體，即sudo apt update、sudo apt full-upgrade，然後重新開機sudo reboot。
接著是安裝raspberry-noaa-v2，安裝方式其實是先安裝git再透過git下載，下載後要將一個範例檔案複製一份，然後對複製的那份用nano編輯器進行修改：
圖5 先安裝git，透過git安裝noaa並編輯設定檔（圖片來源：樹莓派官網）
第三步：地區設定
接著比較複雜了，要檔案編輯中要輸入所在位置的經度、緯度、海拔高度、時區，經緯度最簡單的方式是用Google地圖，滑鼠游標在你所在位置上按右鈕就有經度、緯度了；海拔則麻煩一點，要在WhatAltitude網站裡偵測一下，輸入單位為公尺；時區是以格林威治時間加減給小時，台灣是+8，美國東岸是-5，英國是+1。
圖6 輸入經緯與高度（圖片來源：樹莓派官網）
圖7 輸入時區（圖片來源：樹莓派官網）
其他還有一些與php程式語言相關的地區性設定，也要檢視與修改一下，可以先去php官網查一下，然後對應修改輸入，包含輸入時區文字、語系等。最後還要在檔案內把之後要瀏覽的網頁網址輸入進去，在此輸入weather.local，網頁網址需要帳號密碼才能登入瀏覽，在此先用預設的admin、admin，然後存檔。存檔後還沒立即生效，要下一道更新命令才行：./install_and_upgrade.sh
圖8 web_server_name部分輸入weather.local（圖片來源：樹莓派官網）
再來就是用瀏覽器瀏覽了，在網址的地方輸入https://weather.local:443，如果瀏覽器出現「你正在瀏覽不安全的網頁」的提示，忽略它，選擇同意繼續瀏覽，後面就可以看到從衛星天線接收到的信號及影像了。透過Noaa軟體，使用者可以掌握接收到的衛星位置、信號，然後瀏覽衛星氣象圖、溫度圖，還可以抓圖等，或進一步查看詳細資訊等。
圖9 接收到的衛星影像圖也可以抓圖留存（圖片來源：樹莓派官網）
小結
最後，這個樹莓派衛星接收站只是個起步，還有精進空間，例如可以換用不同設計的天線、對接收器進行組態配置、軟體也可以再設定等，接收信號的能力也可以再微調。
（責任編輯：謝嘉洵）
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2023/09/11
可以買到天線的材料嗎？
2023/09/11
作者回覆：可以買到天線材料的，只要可以買到銅管即可，支撐物用水電行的塑膠水管即可。