ESP32 LoRa for dummys - TinyGS: relación de satélites recibidos

DESCRIPCION DE LOS CAMPOS: 

Nombre del satélite - frecuencia (MHz)- potencia TX (mW)- señal RX (dBm) - S/N (dB)- d (distancia máxima)


Banda de 136 MHz

Estación terrestre: TinyGS + Lilygo ESP32 LoRa446 (auto tunning 136 MHz) + Turnstile. Record de distancia 712 Km, se reciben entre 30 y 60 paquetes diarios. De los satéites comerciales de SpaceX.

  • STARLINK de SpaceX (EEUU) es una constelación de unos 6.000 satélits que proporcionan cobertura global de Internet de alta velocidad.
    • Starlink-1701 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-128,50 dBm S/N=-9,5 dB d=--  Ant: J-Pole
    • Starlink-4310 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-132,00 dBm S/N=-11 dB d=324km
    • Starlink-4481 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-130,50 dBm S/N=-8,5 dB d=*
    • Starlink-4775 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-128,00 dBm S/N=-7 dB d=*
    • Starlink-4828 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-133,25 dBm S/N=-10,25 dB d=*
    • Starlink-4841 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-130,50 dBm S/N=-8,5 dB d=*
    • Starlink-4862 f=137,055 Mhz Ptx=2000 mw Prx=-129,00 dBm S/N=-8 dB d=*
*Se desconoce el formato de la trama emitida





  • SPACEBEE de Swarm Technologies (EEUU). Lanzó una primera serie de satelites 1UCubeSAt (Del 1 al 9), la segunda generación 0,25U Cubesat  (Del 10 al 170) se lanzaron desde 2020, en julio de 2021 la compró SpaceX y estarán operativos hasta 2025 después dará servicio Starlink Block v2-Mini-D2C que tiene planificado hasta 20.000 satélites para estos servicios.
    • SPACEBEE-2679 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-107,00dBm S/N=-8,00dB d=364km
    • SPACEBEE-2680 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-133,00dBm S/N=-9,00dB d=684km ANt:Turnstile
    • SPACEBEE-2680 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-129,00dBm S/N=-7,00dB d=687km Ant: J-Pole
    • SPACEBEE-2680 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-130,00dBm S/N=-7,00dB d=871km Ant: J-Pole
    • SPACEBEE-2682 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-132,50dBm S/N=-7,50dB d=741km
    • SPACEBEE-2690 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-134,00dBm S/N=-8,00dB d=636km
    • SPACEBEE-2691 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-134,25dBm S/N=-8,25dB d=489km
    • SPACEBEE-2692 1f=37,845MHz Ptx=800 mw Prx=-133,00dBm S/N=-8,00dB d=466km
    • SPACEBEE-2693 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-131,25dBm S/N=-6,25dB d=439km
    • SPACEBEE-2695 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-135,75dBm S/N=-10,75dB d=686km
    • SPACEBEE-2695 f=137,845MHz Ptx=800 mw Prx=-126,75dBm S/N=-4,75dB d=334km



Formato telemetria Spacebee


Banda de 446 MHz 

Estación terrestre: TinyGS + Lilygo ESP32 LoRa446  (auto tunning 446 MHz) + Logperiode 90º. 
Record de distancia 2349.6 Km, el limite teórico debe de estar entre 2.800 y 2.900 km - horizonte 
Se reciben entre 75 y 150 paquetes diarios con un máximo de 250, de una gran diversidad de satélites, sin duda es la banda mas interesante para un aficionado a la radio
  • NORBY El aparato NSU lleva la carga útil del Instituto de Investigación de Física Nuclear Skobeltsyn de la Universidad Estatal de Moscú para monitorear los parámetros heliogeofísicos del espacio cercano a la Tierra en interés de Roshidromet y equipo objetivo adicional de la Sociedad Anónima de Sistemas de Información por Satélite, un conjunto de conmutación prometedora placas del formato SpaceWire. ISS JSC está probando las placas para confirmar la posibilidad de su calificación para volar como parte de los satélites CubeSat y una mayor integración del equipo en la nave espacial federal. MCA "NORBI" fue lanzado en el marco del programa de la corporación estatal "Roscosmos" "UniverSat". El programa permite lanzar pequeñas naves espaciales desarrolladas por universidades y centros de investigación rusos, teniendo en cuenta los requisitos de carga útil de la corporación estatal Roscosmos. SMKA "NORBI" se ensambla sobre la base de una plataforma satelital modular universal desarrollada en la OAI NSU en el marco del proyecto del Programa Federal de Objetivos del Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia para 2017-2019. La plataforma fue desarrollada conjuntamente con el socio industrial de la universidad, OKB "Quinta Generación". El dispositivo recibió su nombre en honor al pequeño robot único Norby del ciclo de cuentos para niños del mismo nombre del famoso escritor de ciencia ficción Isaac Asimov. El nombre del robot es un anagrama del nombre de la hija del escritor, Robin.
    • NORBY 436,703 MHz Mhz 7000 mw -130.5 dBm -12.5 dB d=1.825km Ultima recepción: 21/11/2024
      • +LNA Prx=-108,75dBm S/N=-12.75dB d=1.873km
    • NORBY-2 436,5 MHz Mhz 7000 mw -123 dBm S/N=-6dB d=1.423km Ultima recepción: 21/11/2024



  • CSTP (también conocidos como STC 1.1 y 1.2) son dos CubeSats rusos de 3U para estudios de propagación de ondas de radio desarrollados por STC (Spetsialny Tekhnologichesky Center):
    • CSTP 1-1 435,075 MHz 800 mw -133 dBm S/N=-9dB d=1.391km Ultima recepción: 21/11/2024
    • CSTP 1-2 435,270 MHz 800 mw -128,25 dBm S/N=-4,25dB d=703km Ultima recepción: 21/11/2024
Única estación que ha recibido esta trama

Telemetria / Телеметрия completa https://efir.net.ru/satellite/RS52SE/ 


  • PICO La constelación PICO estará formada por alrededor de 100 picosatélites que se desplegarán de forma rápida y eficiente en vuelos posteriores. Cada picosatélite Apogeo Space (Italia)  está construido sobre una plataforma patentada con un factor de forma de 0,3U del estándar cubesat. En cada lanzamiento, se pone en órbita un lote de 9 picosatélites, equivalente a un cubesat de 3U.:
      • PICO 1B-2 450,0625MHz 631 mw -121.5 dBm  S/N=-1,5 dB d=787km Ultima recepción: 21/11/2024
      • PICO 1B-3 450,1875MHz 631 mw -136.5 dBm  S/N=-14,5 dB d=1,178km Ultima recepción: 21/11/2024
      • PICO 1B-5 450,1875MHz 631 mw -135.2 dBm  S/N=-13,2 dB d=787km Ultima recepción: 21/11/2024
      • PICO 1B-7 450,1875MHz P=631mw S=-116 dBm  S/N=5,75dB d=797km
      • PICO 1B-8 450,0635 MHz 631 mw -115 dBm S/N=5,25dB d=4.223km ¿?
      • PICO 1B-9 450,1875MHz 631 mw S=-135.25 dBm  S/N=-13,25 dB d=631km Ultima recepción: 21/11/2024





  • Polytech_Universe-3 Satélite de la universidad Politécnica Pedro el Grande de San Petersburgo (Rusia) destinado a crear un modelo tridimensional no estacionario de la distribución del nivel de radiación electromagnética cerca de la Tierra. De tipo 3U y con un peso de 5,03 kg fue Lanzado el 27.06.23, ( cosmódromo de Vostochny ) y posicionado en Órbita MTR , con  inclinación 97,6° el vehículo de lanzamiento fue Soyuz-2.1b con RB "Fregat"
    • f=436,55MHz Ptx=800mw Prx=-131,25dBm S/R=-7,25dB d=627km Ultima recepción: 21/11/2024




Estadísticas de  dos tramas recibidas del Tianqi-26

Telemetria completa recibida del Tianqi-27

Trayectoria del satélite Tianqi-27 a partir de las tramas recibidas
(Inicio: 14h08 elevación 14,98º a 2.243 km Final:  14h16 elevación 31,07º a 1.525 km; ha estado visible 8')

  • Vladivostok-1 Satélite ruso lanzado por ROSKOSMOS el 4/11/2024 del tipo 8U CubeSat creado por la  Far Eastern Federal University paa medir la radiación cercana a la tierra.
    • 436,805MHz Ptx= 800mW  Prx=-126,25dBm S/R=-3,25dB d= 1.177km Ultima recepción: 21/11/2024

  • ReshUCube-2 (NORAD 57168) es el segundo satélite de la Siberian State University (Rusia) llamada también Academician M. F. Reshetnev.
    • ReshCube-2 436MHz Ptx= 1000mW  Prx=-121,5dBm S/R=-1,5dB d=652km Ultima recepción: 21/11/2024
  • MDQubeSAT-2 Innova Space es la empresaa de Argentina que ha  desarrollado el satélite MDQubeSAT-2. Se trata de un satélite del tipo picosatélite 2P de 10 x 5 x 5 cm y 458 g, cumpliendo con el estándar PocketQube. Fue lanzado con éxito al espacio desde Vandenberg Space Force Base, California, Estados Unidos, a través de la compañía SpaceX, (La noticia). El 1 de diciembre de 2023 a las 11.56 am hora argentina, se lanzó el cohete Falcon 9 de SpaceX llevando en su interior al vehículo de transporte ION SCV-015 de la empresa italiana D-Orbit, que fue desplegado minutos después con total éxito, manteniendo en su interior al picosatélite MDQubeSAT-2 para IoT de Innova Space, el cual fue desplegado a su vez, el 22 de diciembre de 2023 a las 8.55 am hora argentina. Con la ambición de brindar oportunidades de acceso a la comunicación a dispositivos IoT remotos, para aplicaciones agrícolas, energéticas, marinas y ambientales, MDQubeSAT-2 es la segunda misión PocketQube que pertenece a la constelación “Libertadores de América”. El satélite incluye 7 paneles solares de alta eficiencia conectados con MPPT y un controlador de gestión de carga de batería. Estos se utilizan para alimentar el satélite junto con dos baterías de Li-Ion. Tiene un sistema de control de actitud pasivo. También cuenta con sensores de temperatura, corriente, luz y orientación absoluta (acelerómetro, giroscopio y magnetómetro) para el seguimiento general del satélite.
    • MDQubeSAT-2 f=436,9MHz Ptx=158 mW Prx=-133,75dBm S/R=-14,75dB d=849 km

  • HOD-HOD (IOD) Los satélites HOD-HOD son satélites IOT con el estándar CubeSat desarrollados por SpaceOMID (Irán) y buscan  crear una plataforma especializada para brindar a los clientes el servicio internacional de Internet de las cosas (IoT) de banda estrecha. La mayor aplicación de los servicios satelitales HOD-HOD es en agricultura, transporte, logística y protección ambiental.
    • HOD-HID-1A f=436,25MHz Ptx=4.000 mW Prx=-128dBm S/R=-6dB d= 2.375 km


satélite HOD-HOD



Banda de 866 MHz

Estación terrestre: TiniGS + Lilygo ESP32 LoRa866 MHz (auto tunning 866 MHz) + Logperiode 90º / Discone / double turnstile 

 No se ha recibido ninguna trama válida únicamente ruido, sigo en ello, una explicación muy didáctica la ofrece OE6SIP

"Es un logro poder conseguir algo en esta banda. La potencia de transmisión es baja, la pérdida en el espacio libre son 7dB mayor que en 70 cm (446 MHz) y todas las demás pérdidas también son mayores. Tengo un T-Beam en mi Yagi de 11 elementos con LNA de 18dB. Pero la torre está estacionada en este momento y capta paquetes aleatorios por casualidad (No hace seguimiento). Podría aumentar los paquetes a quizás 5 por día, pero no vale la pena el esfuerzo de tener la torre activa las 24 horas del día, los 7 días de la semana y actualizando permanentemente los TLE. Pero activaré la torre durante unos días solo por diversión.

Creo que una antena QFH no es una buena opción para este propósito, debido al desajuste de polarización, tiene una ganancia negativa de -3dB. Los Cubesats generalmente transmiten con polarización lineal. Mi sistema tiene una sensibilidad calculada de aproximadamente -172dBm (antena de 14dBi, LNA de 18dB, receptor de -140dBm). Además, es importante en 800/900 sintonizar bien el RX centrado a la frecuencia de transmisión, porque el alto desplazamiento Doppler puede exceder el rango de decodificación del módem a bajas elevaciones.

Por supuesto, a una altitud de 55 grados es posible captar un paquete, porque el componente relacionado con la distancia de la pérdida en el espacio libre es de solo 54 dB. Pero cuando bajamos a 5 grados y 2500 km, tenemos un componente relacionado con la FSL (Atenuación en espacio libre)  de 68 dB, que es 14 db menos de señal y está fuera de la sensibilidad del receptor. 

Después de una serie de pruebas descubrí que el factor limitante del T-BEAM (o de los chips SX en general) como receptor de satélite es el ruido de su etapa de entrada y, como las señales suelen ser débiles, no podemos utilizar todo el rango dinámico y toda la capacidad del módem. Aunque añadir un amplificador siempre añade más ruido, noté una mejora de 3-5dB en la relación señal-ruido al añadir este amplificador de 12dB en 433MHz, que es mucho más de lo que esperaba. Esto nos muestra que sin LNA, la relación señal-ruido efectiva de la señal de entrada es mucho mejor que la relación señal-ruido que ve el módem y se muestra en el registro. Hay dos excepciones, en las que el preamplificador empeora las cosas: 
  • en entornos urbanos muy ruidosos 
  • cuando hay un T-BEAM sin blindaje cerca de la antena. Con el preamplificador, la antena debe estar al menos a 2 m del T-BEAM o el T-BEAM debe estar blindado por una carcasa metálica, debido a su alta emisión de ruido. 
Las estadísticas de esta estación https://tinygs.com/station/OE6ISP_3@1760298214 muestran la diferencia sin/con preamplificador, que instalé el 25.11, que casi duplicó la cantidad de paquetes recibidos, en un entorno de bajo ruido, por supuesto."

Atenuación en el espacio libre (LSF) para las frecuencias de 137, 446 y 866 MHz para 350 km(paso vertical) 2.300 km (horizonte).
En el se observa que para el caso mejor la diferencia de la banda mas baja a la siguiente suponen 6 dB de perdidas adicionales. Si bien  para 446 se requiere mayor ganancia en RX que para 137 tambien es cierto que es mas fácil obtenerla con las antenas  pues lo permite su menor tamaño


NOTAS
  • Los satélites relacionados pueden emitir en otras frecuencias y con otros modos o protocolos para otros fines. Por ejemplo, el satélite StratoSat TK-1-E además de emitir en LoRa en 436.260 MHz también lo hace en FSK (Baud 9600) en 436.260 MHz
  • También pueden no publicar el formato de los mensajes transmitidos en las bandas LoRa como es el caso de los Starlinks
  • Por último no es obligatorio que todos los satélites que se lanzan transmitan las tramas TLE en las banda LoRa 

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