Le projet SatNOGS network
L’objectif du projet SatNOGS comme sa page “about” l’indique, est d’avoir un ensemble de stations au sol dans le monde. Une interface permet de gérer sa station, les observations etc. Les observations sont accessibles gratuitement à toute personne qui le souhaite. Il est possible de participer au projet en installant une ou plusieurs stations. Cela permet d’accéder à d’autres fonctionnalités, comme planifier des observations sur notre station ou celle des autres.
Le poc
Dans l’état actuel, je considère que la station que j’ai installée n’est qu’un PoC. Elle m’a permis d’apprendre un peu plus du monde de la radio et sur la réception satellite.
Le matériel
Pour la première itération du projet, je ne voulais pas avoir un budget trop conséquent. J’avais déjà un Raspberry Pi et une clé RTL-SDR.
Il ne me manquait qu’une antenne, et possiblement un LNA (Low Noise Amplifier). Le LNA est un dispositif qui permet d’amplifier les signaux faibles en provenance d’une antenne. Dans notre cas, il est préférable de l’avoir le plus proche de l’antenne (plus ou moins 1m) : il amplifie ainsi le signal avant que celui-ci ne soit atténué par les pertes du câble coaxial. Placé trop loin de l’antenne, il amplifierait un signal déjà dégradé (et le bruit avec), sans améliorer le rapport signal/bruit.
Il existe plusieurs types d’antennes : dipôle, filaire, directionnelle, Yagi, parabolique et bien d’autres. Le choix de l’antenne se fera en fonction de notre besoin (fréquence, distance, interférence, coût, etc.). Dans mon cas, je voulais une antenne qui puisse être la plus polyvalente possible pour plusieurs raisons. Je ne sais pas combien de temps je vais laisser la station (une semaine, un mois, plusieurs années), et je voudrais l’utiliser pour d’autres projets que la réception satellite. J’ai décidé de me diriger vers une antenne discone. Elle est polyvalente au niveau des fréquences (dans mon cas 25-2000 MHz), son coût à l’achat est “peu cher” (moins de 100€), et elle est omnidirectionnelle.
Compte SatNOGS
Avant d’installer votre station, il faut créer un compte sur le site. Il ne vous reste plus qu’à créer votre station. Dans le dashboard de votre compte, vous pouvez ajouter une station. Il est obligatoire de donner un nom à votre station. Il est bien de mettre une description avec le matériel utilisé.
Dans l’onglet “Antennas”, vous devez indiquer le type de votre antenne, la fréquence ou la plage de fréquence qu’il est possible de recevoir avec. Dans l’onglet “Settings”, il est recommandé de mettre votre station en “Testing”.
Vous pourrez le changer lorsque vous considérerez que votre station est fiable.
Après avoir validé, vous pouvez voir votre station dans votre dashboard. Elle n’est pas encore “en ligne”, car le client n’est pas encore installé et configuré.
L’installation du client
L’application SatNOGS se divise en plusieurs parties : le serveur, le client, la réception du signal, la rotation de l’antenne (non installée dans mon cas) et l’antenne.
Ce que nous allons avoir, c’est du client à l’antenne. La partie rotation n’est pas nécessaire dans notre cas, car nous avons une antenne omnidirectionnelle et que je n’ai pas de rotor.
L’installation est très simple et automatisée.
Dans un premier temps, j’ai installé l’image lite Raspberry Pi OS Lite. On se connecte au Raspberry en SSH.
Une commande permet d’installer et de lancer la configuration de SatNOGS. La configuration se fait via un menu et la gestion se fait à l’aide d’Ansible.
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À la fin de l’installation, la commande satnogs-setup est exécutée.
Elle va nous permettre de faire la configuration de notre client.
On arrive sur cette interface. Dans un premier temps, on va aller dans Basic.
C’est la configuration minimale qu’il faut renseigner. Si comme moi vous utilisez une clé RTL-SDR, vous pouvez copier cette configuration.
Vous devez changer les variables :
SATNOGS_API_TOKENSATNOGS_STATION_ELEVest la hauteur (en mètres) de la station au dessus du niveau de la merSATNOGS_STATION_ID: l’ID de la station que vous venez de créer sur le site.SATNOGS_STATION_LATetSATNOGS_STATION_LONqui correspondent à la latitude et la longitude de votre station (plus les coordonnées sont précises, plus vous aurez des prévisions et des enregistrements précis, mais votre anonymat sera réduit).
Vous pouvez retrouver plus d’information directement dans la documentation
Voici la configuration finale, on peut l’afficher dans le menu général “Show”.
À noter que j’ai modifié le gain, notamment car le signal était souvent trop faible. Le gain correspond à la capacité de l’équipement à amplifier le signal reçu. Un gain plus élevé augmentera la force du signal, ce qui peut être utile pour les signaux faibles. Attention cependant, un gain trop élevé peut aussi amplifier le bruit et saturer le récepteur, dégradant ainsi la qualité de la réception.
Pour le modifier, rendez-vous dans “Advanced > Radio” et modifiez la valeur de SATNOGS_RF_GAIN.
Quittez ensuite le menu, et la station sera opérationnelle.
Programmer une observation
Maintenant que l’installation et la configuration sont finies, vous pouvez programmer des observations. Pour cela, allez sur votre station et dans l’onglet Future Passes, vous trouverez toutes les observations disponibles.
Pour tester notre station, la documentation nous recommande certains satellites qui sont reconnus pour avoir de bons résultats. cf
Le client va faire une requête au serveur pour savoir s’il y a de nouvelles observations et récupérer les informations (la date / heure, fréquence, etc.).
Vous pouvez retrouver toutes vos observations dans l’onglet “Information” de votre station et en cliquant sur le bouton avec un numéro.
Noter l’observation
Lorsqu’une observation est terminée, il faut la noter. Il existe 4 statuts différents : “Unknown”, “Good”, “Bad”, “Failed”. Si des trames de données (frames) sont décodées pendant l’observation, elle passe automatiquement à “Good”. Il est possible de faire un contrôle manuel. On peut regarder le “Waterfall”. Le Waterfall (ou affichage en cascade) est une représentation de notre signal. On peut le noter de 3 façons : “With Signal”, “Without Signal” ou “Unknown”. La documentation donne des exemples pour s’y retrouver.
Mes observations
J’ai pu faire quelques observations, que ce soit des images avec les satellites météo (NOAA) ou de l’audio (ISS). Elles sont loin d’être parfaites, notamment à cause de mon antenne qui n’est pas optimisée pour la réception de signaux satellites, ainsi que l’absence de LNA.
J’avais bien acheté un LNA, mais je ne l’ai finalement pas installé pour deux raisons pratiques.
Premièrement, le câble de l’antenne, long de plusieurs mètres, est directement soudé. Pour placer le LNA au plus près de l’antenne (ce qui est crucial pour son efficacité), il aurait fallu couper le câble et ajouter des connecteurs, une modification que je souhaitais éviter pour ce PoC.
Deuxièmement, un LNA est un composant actif qui nécessite une alimentation électrique, ce qui ajoutait une complexité non désirée au projet.
On peut voir la France, une partie de l’Angleterre et de l’Italie.
Note : depuis la rédaction de cet article, NOAA-15, NOAA-18 et NOAA-19 ont été décommissionnés courant 2025 (sources : NOAA OSPO, rtl-sdr.com).
Conclusion
C’était une petite présentation du projet SatNOGS. Il y a bien plus à découvrir. En ce qui concerne ma station, j’ai pour projet de changer l’antenne pour une antenne QFH ou une Turnstile Moxon, plus adaptées à ce genre d’application : elles sont à polarisation circulaire, comme les signaux des satellites NOAA (RHCP), alors que ma discone est en polarisation verticale. Je pense la fabriquer avec une partie en impression 3D.