Satellitenbetrieb mit Baofeng DM-1701 und OpenGD77

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Bereits mit einem einfachen Handfunkgerät wie dem Baofeng DM-1701 und einer kleinen Richtantenne lassen sich Verbindungen über Amateurfunksatelliten realisieren. Mit der alternativen Firmware OpenGD77 erhält das Gerät jedoch einen leistungsfähigen SAT-Mode, der sowohl eine automatische Dopplerkorrektur als auch eine komfortable Satellitenverwaltung bietet.

Grundlegende Einstellungen und Bedienung

Insbesondere für den FM-Satellitenbetrieb bietet OpenGD77 sehr nützliche Funktionen, wodurch der praktische Betrieb deutlich vereinfacht wird.

  • live Richtungsanzeige während eines Überflugs
  • automatische Verarbeitung aktueller TLE-Daten zur Satellitenberechnung
  • Vorausberechnung der kommenden Überflüge
  • automatische Dopplerkorrektur

Dieser Beitrag beschreibt die Konfiguration vor und die Bedienung während des Betriebs über FM-Satelliten, sodass insbesondere Einsteiger den SAT-Mode schneller konfigurieren können. Für den Start sich insbesondere die folgenden FM-Satelliten:

  • SO-50
  • ISS FM Repeater
  • PO-101
  • AO-91 (falls aktiv)

Der Schwerpunkt meiner Beschreibungen liegt auf portablem FM-Satellitenbetrieb mit dem DM-1701.
Eine kostengünstige und gut funktionierende Dualband-Antenne zum Eigenbau habe ich hier beschrieben.

Voraussetzungen

Benötigt werden:

  • Baofeng DM-1701
  • aktuelle OpenGD77-Firmware
  • Programmiersoftware OpenGD77 CPS
  • USB-Programmierkabel
  • Windows PC mit Internetzugang (nur während der Programmierung)

Zusätzlich empfiehlt sich folgendes Zubehör, weil dadurch der portable Satellitenbetrieb deutlich erleichtert wird:

  • portable Richtantenne
  • Satelliten-Tracking-Software oder Smartphone-App zur Vorbereitung und Planung
  • Headset oder Lautsprechermikrofon
  • Smartphone App für Satelliten-Tracking
  • Smartphone App für Audioaufzeichnung

Satellitenbahndaten – TLE

Für die Satellitenberechnung verwendet OpenGD77 sogenannte TLE-Daten (Two Line Elements). Diese enthalten Kepler-Elemente plus zusätzliche Bahnparameter. Solche Bahndaten enthalten unter anderem verschiedene Umlaufparameter, sodass die Position des Satelliten präzise berechnet werden kann:

  • Umlaufparameter
  • Bahnneigung
  • Umlaufzeit
  • aktuelle Positionsdaten
Praxistipp
  • TLE-Daten sollten regelmäßig aktualisiert werden, da sich die Umlaufbahnen der Satelliten kontinuierlich verändern.
  • In der Praxis reicht es jedoch meist aus, alle 2–3 Wochen neue Daten zu laden.
  • Ohne aktuelle TLE-Daten können Überflugzeiten ungenau werden und Dopplerkorrekturen unpräzise arbeiten

    TLE-Daten in OpenGD77 importieren

    Mit der Konfigurationssoftware OpenGD77 CPS überträgt man die TLE-Daten direkt in das Handfunkgerät.

    Schritt-für-Schritt

    OpenGD77 CPS starten
    Funkgerät per USB verbinden

      Menü „Extras“ öffnen
      OpenGD77 Support auswählen

      „inst. Keplerdaten“ auswählen

      Das Programm lädt anschließend aktuelle Bahndaten aus dem Internet herunter und speichert diese direkt im Funkgerät.

      Praxistipp
      • Aufgrund der kurzen Überflugdauern der Satelliten ist ein exaktes Timing unerlässlich.
      • Das Baofeng DM-1701 besitzt eine Echtzeituhr, die auch im ausgeschalteten Zustand weiterläuft.
      • Bei der Aktualisierung der TLE-Daten wird gleichzeitig diese Uhr mit der PC-Zeit synchronisiert.

      Geeignete FM-Satelliten

      Für den Einstieg mit dem DM-1701 empfehle ich insbesondere die Satelliten SO-50 sowie die Internationale Raumstation ISS, da beide vergleichsweise einfach erreichbar sind und regelmäßig genutzt werden.

        Auswahl der Satelliten

        OpenGD77 verwendet zur Satellitenverwaltung die Datei satellites.txt. Diese Datei definiert welche Satelliten geladen werden. Zu jedem Satelliten enthält sie Frequenzen, CTCSS-Töne und zusätzliche Steuerparameter.

        Die Datei befindet sich standardmäßig im Installationsverzeichnis der CPS Software: C:\Program Files (x86)\OpenGD77CPS\

        Es empfiehlt sich, nur tatsächlich genutzte Satelliten in die satellites.txt aufzunehmen, damit die Bedienung übersichtlich bleibt und gleichzeitig unnötige Einträge vermieden werden. Dadurch funktioniert auch die Vorausberechnung der Überflüge schneller und der verfügbare Speicher wird effizienter genutzt.

        Aufbau der satellites.txt

        Die Datei lässt sich mit einem normalen Texteditor bearbeiten.
        Jede Zeile beschreibt einen Satelliten. Die Werte sind jeweils durch ein Komma getrennt.

        Syntax

        NORAD-ID, NAME, RX-FREQUENZ, TX-FREQUENZ, CTCSS, OPTIONEN

        Beispiele

        Cat #  ,Name  ,Rx1     ,Tx1     ,CTCSS , ArmCTCSS , Rx2     , Tx2    , Rx3    , Tx3 , APRS Config
27607U ,SO-50 ,436.795 ,145.850 ,67    , 74.4     , 0       , 0      , 436.795, 0   ,
25544U ,ISS   ,437.800 ,145.990 ,67    , 0        , 145.825 ,145.825 , 145.800, 0   , RS0ISS

        Bedeutung der Parameter

        ParameterBeschreibung
        CAT #eindeutige Satellitenkennung – NORAD-ID
        NAMEAnzeigename im SAT-Mode
        RX-FREQUENZDownlink-Frequenz in MHz
        TX-FREQUENZUplink-Frequenz in MHz
        CTCSSerforderlicher Subton in Hz
        OPTIONENzusätzliche Steuerparameter und Frequenzen bei Multi-Transponder-Satelliten

        Erläuterung am Beispiel: SO-50

        27607U,SO-50 ,436.795,145.850, 67, 74.4, 0, 0,436.795, 0,

        • Downlink auf 436.795 MHz
        • Uplink auf 145.850 MHz
        • 67.0 Hz CTCSS
        • Zusätzlich wird zur Aktivierung periodisch ein 74.4 Hz Ton benötigt. Deshalb enthält der OPTIONS Parameter: 74.4

        Eigene satellites.txt verwenden

        Nach Updates der CPS Software kann die originale satellites.txt überschrieben werden.

        Daher empfiehlt sich:

        • eine Sicherungskopie
        • eine eigene gepflegte Liste mit den bevorzugten Satelliten

        Sendeleistung im SAT-Mode

        Im Satellitenbetrieb wird grundsätzlich mit möglichst geringer Leistung gearbeitet.

        Eine zu hohe Ausgangsleistung kann:

        • den Satellitentransponder übersteuern
        • Intermodulationsprodukte erzeugen
        • andere Nutzer beeinträchtigen
        • den Akku unnötig belasten

        Gerade bei FM-Satelliten verbessert höhere Leistung die Verbindung häufig nicht.

        ⚠ Hinweis Die AMSAT empfiehlt für den Betrieb über FM-Amateurfunksatelliten ausdrücklich die Verwendung der minimal notwendigen Sendeleistung.
        Die anerkannte „Best Practice“ im Satellitenbetrieb lautet:
        Immer nur die niedrigste Leistung verwenden, die für eine stabile Verbindung tatsächlich erforderlich ist.

        Für Handfunkgeräte wie den Baofeng DM-1701 gelten dabei typischerweise:

        • maximal etwa 5 Watt, häufig reicht auch deutlich weniger
        • bei Verwendung einer Richtantenne sind bereits 2 Watt vollkommen ausreichend

        Warum hohe Leistung problematisch ist

        FM-Amateurfunksatelliten arbeiten mit sehr empfindlichen Empfängern und begrenzter Transponderleistung. Zu hohe Uplink-Leistung kann deshalb den Satellitenempfänger übersteuern und schwächere Stationen unterdrücken oder auch Intermodulationsprodukte erzeugen. Gerade bei stark frequentierten Satelliten wie SO-50 oder dem ISS-FM-Repeater ist disziplinierter Betrieb entscheidend. Die volle Sendeleistung sollte man daher nur in Ausnahmefällen nutzen.

        Rauschsperre im SAT-Mode (Squelch)

        Besonders während AOS und LOS (Aufgang und Untergang des Satelliten) sind Signale häufig sehr schwach. Eine zu hoch eingestellte Rauschsperre führt dazu, dass man den Satelliten erst verspätet hört, wenn er sich bereits weit über dem Horizont befindet.

        Warum niedriger Squelch wichtig ist

        Ein niedriger Squelch ermöglicht:

        • früheres Erkennen des Satelliten
        • besseren Empfang schwacher Signale
        • zuverlässigere Decodierung von FM-Signalen
        • leichteres Auffinden des Downlinks

        Gerade bei Handfunkgeräten mit kleinen Antennen macht dies einen deutlichen Unterschied, weil schwache Satellitensignale dadurch wesentlich früher hörbar werden. Viele Funkamateure lassen daher im Satellitenbetrieb die Rauschsperre komplett offen.

        Leistung und Squelch direkt am DM-1701 einstellen

        Schritt-für-Schritt

        1. Grüne Taste drücken
        2. „Satellit“ auswählen
        3. Mit grüner Taste bestätigen
        4. Gewünschten Satelliten mit Pfeiltasten auswählen
        5. Mit grüner Taste bestätigen

        Das Gerät befindet sich jetzt im SAT-Mode, weshalb sich die Bedienung in einigen Punkten vom normalen Funkbetrieb unterscheidet.

        Sendeleistung einstellen

        Auf der linken Seite die unterste Taste (mit 2 Punkten markiert) gedrückt halten.
        Mit dem Drehknopf lässt sich die Leistung zwischen 50 mW und 5 Watt verstellen.

        Squelch einstellen

        Mit dem Drehknopf lässt sich die Ansprechschwelle der Rauschsperre verstellen.
        Ganz auf Linksanschlag gedreht ist die Rauschsperre komplett offen.

        Doppler-Effekt

        Bei LEO-Satelliten verändert sich während des Überflugs die Frequenz durch den Doppler-Effekt. Im 70-cm-Band sind erhebliche Frequenzabweichungen von bis zu 10 kHz möglich. Aufgrund des Doppler-Effekts muss die Frequenz während des gesamten Überflugs kontinuierlich nachgeführt werden.

        OpenGD77 besitzt eine automatische Dopplerkorrektur, wodurch sowohl Up- als auch Downlink kontinuierlich nachgeführt werden. Dazu berechnet die Software anhand der relativen Bahngeschwindigkeit des Satelliten die aktuellen Frequenzen für Up- und Downlink und stellt diese fortlaufend ein. Es ist keinerlei manuelle Korrektur notwendig, was den Funkbetrieb deutlich erleichtert.

        Antennen

        Für zuverlässigen FM-Satellitenbetrieb empfiehlt sich eine kleine Richtantenne.

        Geeignet sind beispielsweise:

        Mit einer Richtantenne erreicht man:

        • einen besseren Signal-Rausch-Abstand
        • bessere Empfangsstabilität bei Fading
        • eine Reduzierung der erforderlichen Sendeleistung

        Betriebstechnik auf FM-Satelliten

        FM-Satelliten bieten aufgrund der verwendeten Modulationsart nur begrenzte Kanalressourcen, sodass immer nur ein einziges Signal sauber übertragen werden kann. Um Kollisionen mit anderen Aussendungen zu vermeiden, hält man die eigenen Sendedurchgänge daher möglichst kurz.

        Empfohlen werden:

        • kurze Anrufe
        • Rapport
        • Standort mit vierstelligem Grid-Locator

        Bevor man erstmals selbst sendet, sollte man mehrere Satellitenüberflüge aufmerksam mithören, um sich mit dem typischen Betriebsablauf vertraut zu machen.

        Fazit

        Mit OpenGD77 wird der Baofeng DM-1701 zu einem leistungsfähigen Gerät für den FM-Satellitenbetrieb.

        Wesentliche Punkte für einen zuverlässigen Betrieb sind:

        • aktuelle TLE-Daten
        • korrekt gepflegte satellites.txt
        • angemessene Sendeleistung
        • niedriger Squelch
        • geeignete Richtantenne

        Bereits mit einfachem portablem Equipment und einer kleinen Richtantenne lassen sich zuverlässig Verbindungen über Amateurfunksatelliten realisieren.

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