Угол места спутниковой антенны что это такое
Как рассчитать азимут и угол места спутниковой антенны
Как определить направление на спутник
Спутники расположены над экватором (со стороны Юга, Юго-Запада или Юго-Востока), постоянно находятся в одном и том же месте. Поэтому направлять тарелку следует южнее.
Определить точное направление на спутник можно с помощью специальных программ (Geonames или Satellite Antenna Alignment), где необходимо выполнить несколько действий:
● Ввести название спутника или спутникового оператора;
● Задать местоположение, указав адрес;
● Получить результат (азимут, направление, поворот конвертера, угол места).
Подобные программы также могут показывать наличие препятствий по пути прохождения сигнала, рассчитывать время, когда солнце и спутник «смотрят» в одном направлении, а также точно определить угол наклона.
Азимут спутниковой антенны
Истинный азимут
Магнитный азимут
Угол места спутниковой антенны
Угол наклона спутниковой антенны
Угол поворота спутниковой антенны
Магнитное склонение
Расчет максимальной высоты преодолеваемого препятствия
Выбор спутника
Выбор луча
Расчет азимута и угла места спутниковой антенны
Производится несколькими способами:
1. Посредством специализированных сайтов или программ (Satellite Finder, Star Blazer, Satellite Antenna Alignment), исходя из вычисления координат точки установки тарелки. Для этого используются любые доступные методы: навигатор GPS, приложение Google Maps, географическая карта и т. д.
2. При помощи специального калькулятора (например, Satcalc)
Процесс включает несколько этапов:
● Определение координат местоположения антенны;
● Расчет и получение результата.
Азимут можно дополнительно определить с помощью магнитного компаса:
● Выравнивание компаса происходит горизонтально по направлению к земле, магнитная стрелка при этом должна указывать на север;
● Определяется необходимый объект;
● Колба компаса подводится под стрелку без перемены положения точно напротив магнитного указателя;
● Градус отсчитывается по делениям компаса по часовой стрелке от нуля до установленной линии направления объекта;
● К полученному градусу прибавляется или отнимается магнитное склонение, характерное для данного региона.
● Выбирается необходимый ориентир, отмечается точкой на карте;
● От ориентира проводится линия, которая начинается от начального пункта и идет до обозначенной местности;
● От начальной точки относительно географического меридиана проектируется прямая параллельная линия;
● Посредством транспортира находится угол между двумя начерченными линиями, который будет соответствовать истинному азимуту.
Расчет угла места также производится с помощью специального транспортира, устройств, подобных акселерометру, а также специализированного программного обеспечения, измеряющего данные.
Самостоятельное наведение антенны на спутник
Процедура установки и наведения антенны на спутник в принципе не сложна, но достаточно трудоемка и требует от установщика определенных навыков и аккуратности. Оператор StarBlazer рекомендует обращаться к квалифицированным специалистам по установке спутниковых антенн. Для тех, кто хочет попробовать установить спутниковую антенну самостоятельно, мы предлагаем это пособие по установке.
1. Определение координат, азимута и угла места
Прежде, чем Вы приступите к установке и наведению антенны, необходимо определить свои координаты и узнать направление (азимут) и угол над горизонтом (угол места) для спутника.
Для определения координат можно воспользоваться GPS-приемником или сервисом выбора места установки антенны на нашем сайте. Также можно найти свое местоположение с точностью до дома или до населенного пункта на картах GoogleMaps и считать с карты координаты. Еще можно найти координаты своего населенного пункта в справочниках или в интернете, но для больших городов желательно более точное определение координат, т.к. ошибка в десять километров уже может затруднить наведение.
Для определения азимута и угла места рекомендуем использовать вышеуказанный сервис определения углов на сайте Starblazer, программу Satellite Antenna Alignment, сайт Satellite Finder.
С помощью любого из упомянутых выше средств определите азимут и угол места для спутника Intelsat 904 (точка стояния – 60 градусов восточной долготы). Это может выглядеть следующим образом (обратите внимание на форматы ввода координат):
На сайте StarBlazer:
В программе SAA:
На сайте Satellite Finder:
Во всех случаях мы получили азимут на спутник 153.3 градуса и угол возвышения 23.2 градуса (различия во втором знаке после запятой связаны с точностью представления координат и вычислений и на практике несущественны).
2. Выбор места установки антенны и определение “видимости” спутника
Прежде всего, выберите место установки антенны. В точке установки нужно обеспечить возможность механически прочно закрепить опору антенны на стене, крыше здания и т.п. для предотвращения воздействия ветровых нагрузок. Также должен быть возможен поворот зеркала антенны по азимуту и углу места в достаточно широких пределах. Для облегчения процесса установки и настройки желателен удобный доступ к крепежным элементам антенны, конвертера и кабеля. Кроме того, при выборе места установки следует продумать прокладку кабеля от антенны во внутреннее помещение. Не рекомендуется использовать антенный кабель длиной более 30-ти метров.
Выбрав место установки, определите направление от него на спутник на основании вычисленного азимута. В нашем примере азимут 153 градуса примерно соответствует направлению на юго-юго-восток (отсчет угла азимута идет от направления на север, по часовой стрелке).
Обратите внимание – на сайте Satellite Finder показывается направление на спутник на карте GoogleMap. Если карта местности достаточно подробная, Вы можете переместить указатель в выбранную точку установки антенны и определить ориентиры для поиска нужного направления (в приведенном примере – направление на угол красного Г-образного здания). Если карта недостаточно подробная, и на ней не видны характерные ориентиры для определения направления, или Вы пользовались другими средствами для вычисления нужного азимута, найдите альтернативные способы определить нужное направление – по GPS-приемнику, компасу, по положению солнца и т.п. На этом этапе очень высокая точность определения не обязательна.
Внимание! Если вы будете определять направление с помощью компаса, то учтите, что компас показывает не на “истинный”, а на “магнитный” север. Если Вы используете компас, встроенный в GPS-приемник, то предварительно проверьте, какой азимут он показывает – “истинный” или “магнитный”.
Для определения отклонения стрелки компаса от “истинного” севера – узнайте магнитное склонение в Вашей местности и внесите соответствующую поправку. Обратите внимание – на сайте Satellite Finder указываются как “истинный” (true) так и “магнитный” (magn.) азимуты, но для магнитный (по стрелке компаса) азимут показывается без учета возможных местных магнитных аномалий.
Точно узнать магнитное склонение в вашей местноти можно, например, на сайте NOAA.
Определив нужное направление, посмотрите туда от той точки, где Вы планируете устанавливать антенну. Убедитесь, что направление на спутник не перекрыто зданиями, высокими деревьями, линиями электропередач и т.п. Если таких препятствий нет – можно приступать к установке и наведению антенны.
Если в нужном направлении имеются препятствия, постарайтесь оценить их высоту и расстояние до них. Можно, например, считать, что один этаж дома – примерно три-три с половиной метра. Поэтому если в нужном направлении стоит девятиэтажный дом, то его высота – метров тридцать. Далее определите, закрывает ли этот дом нужный угол места. Можно сделать это с помощью несложных тригонометрических расчетов или воспользоваться программой SAA.
Допустим, 9-ти этажный дом высотой примерно 30 метров находится в 80-ти метрах от вас. Тогда “угол поднятия на препятствие” от земли составляет 20.5 градусов, а нужный угол места – 23.2 градуса. Т.е. угол места больше, чем “угол поднятия на препятствие” и, в принципе, спутник будет виден даже при установке антенны у земли. Но если Вы ошиблись в определении расстояния до объекта или его высоты на несколько метров, то есть риск, что дом перекроет “вид на спутник”. В таком случае желательно поднять антенну на высоту несколько метров над землей или найти другую точку установки. Если высота препятствия и расстояние до него известны достаточно точно, рассчитанный “угол поднятия на препятствие” меньше требуемого угла места на 5-10 градусов и более, то можно считать, что направление на спутник открыто и переходить к установке антенны.
3. Установка антенны
После выбора места установки необходимо установить и надежно закрепить опору, после чего собрать антенну в соответствии с прилагаемым к ней описанием. Заранее определите – используете Вы “прямофокусную” или “офсетную” антенну. Это указано в описании.
Когда Вы будете устанавливать на антенну конвертер – учтите угол отклонения плоскости поляризации. Его величину можно узнать, например, на сайте StarBlazer (см. поле “поляризация” в программе вычисления углов). Отрицательному углу соответствует поворот “нулевой отметки” на шкале конвертера по часовой стрелке относительно вертикали, положительному – против часовой стрелки. Высокая точность установки угла поляризации не требуется, но примерно выставить требуемый угол нужно (на фото – поворот на отрицательный угол).
После правильной сборки антенны и настройки поляризации нужно установить антенну на опору. При этом не следует сильно затягивать крепежные элементы – окончательная затяжка осуществляется только после точного наведения. При установке на опору следует сразу установить антенну в примерно правильном направлении и с примерно правильным углом возвышения.
Если Вы используете “прямофокусную” антенну, то отклонение плоскости зеркала от вертикали определяется углом возвышения, антенна должна смотреть под нужным углом “вверх”. Более распространены “офсетные” антенны. Если Вы используете “офсетную” антенну, посмотрите в описании параметр “офсет” или “угол смещения” (отклонение плоскости антенны от требуемого угла места). Обычно этот параметр находится в пределах 17-27 градусов и указывается в сопроводительной документации к антенне. Приблизительно “офсет” можно рассчитать в программе SAA.
Учтите, что полученное в SAA значение может несколько отличаться от реального. Например, расчет в SAA для офсетной антенны размером 900х1000 мм дает угол смещения в 25.84 градуса, а в документации на офсетную антенну “Супрал” СТВ-0.9-11 таких же размеров приведено значение 26.5 градусов. Лучше ориентироваться на документацию производителя.
Значение “угла смещения” для ”офсетной” антенны следует вычесть из полученного угла места. В нашем примере получится 23.2 – 26.5 = –3.3 градуса, на столько плоскость зеркала антенны должна отклоняться от вертикали, знак “минус” означает, что зеркало должно быть наклонено слегка вниз. Если угол положительный, то зеркало должно смотреть слегка вверх. Нулевой угол означает строго вертикальное положение плоскости зеркала. При монтаже “офсетной” антенны с небольшим углом наклона можно установить зеркало примерно вертикально, точная установка требуемого угла производится на этапе наведения.
4. Наведение антенны
Наведение антенны делится на два этапа – предварительное, по азимуту и углу места и точное, по максимуму принимаемого сигнала.
На этапе точного наведения желательно иметь простейший прибор для измерения уровня принимаемого сигнала, часто называемый SatFinder. Они бывают аналоговые (стрелочные) и цифровые. Цифровые позволяют более точно отследить максимум сигнала, но, в принципе, достаточно и дешевого аналогового. Приобрести такие приборы можно в компаниях, специализирующихся на поставке оборудования для спутникового телевидения и Интернета.
Возможно наведение и без прибора, по индикатору уровня сигнала спутниковой платы, но это способ наиболее длительный, трудоемкий и часто не приводящий к результату, особенно при отсутствии опыта. К тому же, требуется чья-то помощь для наблюдения за уровнем сигнала на экране компьютера, или портативный компьютер со спутниковым приемником рядом с местом установки антенны.
Максимально точное и быстрое наведение производится со специальными приборами – анализаторами спектра, однако, такие приборы достаточно дороги и требуют для работы определенной квалификации, поэтому их приобретение целесообразно только в случае регулярных установок большого количества антенн.
4.1 Предварительное наведение
На этапе предварительного наведения нужно ориентировать антенну на спутник и желательно добиться приема сигнала. Наведение происходит по азимуту и углу места.
Сначала наведем по углу места. Если на антенне имеется плоскость, совпадающая с плоскостью зеркала, то проще всего воспользоваться угломером (инклинометром), имеющимся в большистве современных смартфонов. Приложите смарфон к соотвествующей плоскости и считайте показания инклинометра.
Если такая плоскость отсутствует, можно воспользоваться отвесом. Для измерения угла сделайте отвес из длинной нити (примерно 1.5-2 метра, в зависимости от диаметра зеркала антенны) и какого-либо грузика. Определите, должен быть угол наклона зеркала относительно вертикали “положительным” или “отрицательным” (см. раздел 3). Если угол “отрицательный” опустите отвес так, чтобы нить касалась верхнего края зеркала. Если “положительный” – так, чтобы нить касалась нижнего края.
В нашем примере угол места 23.2 градуса, угол смещения (“офсет”) 26.5 градусов, требуемый угол наклона отрицательный, –3.3 градуса. Опускаем отвес от верней точки зеркала. Тангенс угла наклона можно узнать с помощью “инженерного” калькулятора (например, встроенного калькулятора Windows). tg 3.3° = 0.058. Т.е. при длине нити отвеса от верхней до нижней точки антенны, равной одному метру, нить должна отстоять от нижней точки зеркала примерно на 6 сантиметров (1 метр = 100 сантиметров, 100 сантиметров*0.058 = 5.8 сантиметра). Аналогично можно рассчитать требуемую величину для других значений.
Далее ослабляем винты, “отвечающие” за наведение антенны по углу места и добиваемся, чтобы расстояние Х от нижней точки зеркала до нити отвеса было максимально близко к вычисленному. Закрепляем антенну в этом положении (сильно крепеж не затягивайте) и приступаем к установке азимута.
Для наведения по азимуту требуется максимально точно определить направление, в котором должна “смотреть” антенна. Наиболее точный метод определения азимута – по солнцу. Для этого нужно определить, в какой момент времени солнце находится в нужном направлении. Сделать это можно, например, с помощью программы SAA. Допустим, мы находимся в точке с координатами 55°53′ с.ш. 37°26′ в.д. и наводим антенну 1 сентября 2008 года. Открываем в SAA закладку Азимут на солнце и определяем, в какой момент солнце будет находиться на нужном направлении (не забудьте установить поле “временная зона” с учетом летнего или зимнего времени).
Видно, что наиболее близко к требуемому направлению (азимут 153.3 градуса) солнце будет находиться между 12 часов 08 минут и 12 часов 09 минут. Вот в это время надо засечь “направление на солнце” и ориентировать антенну вдоль него. Успевать с точностью до секунды не обязательно, определение направления в интервале от 12:07 до 12:10 даст достаточную точность, чтобы “захватить” сигнал со спутника. Но чем точнее, тем лучше.
Чтобы определить направление на солнце с минимальной погрешностью, проще всего установить под антенной длинный вертикально стоящий шест. Тень от него в нужный момент времени даст нужный азимут. Желательно сразу отметить положение тени (мелом, веревкой и т.п.) и потом наводить антенну вдоль этого отмеченного направления.
Однако, “наведение по солнцу” – метод достаточно трудоемкий и не всегда доступный (в нужный момент может быть облачно, условия установки антенны могут не позволить воспользоваться ориентацией ее “по тени” и т.п.). Если навести по солнцу не получается – используйте наведение по компасу, помня о “магнитном склонении”, из-за которого “магнитный” азимут отличается от “истинного” (см. раздел 2). При этом следует учитывать, что на точность показаний компаса может существенно влиять окружающая обстановка. Для определения азимута также можно использовать GPS-приемник (он определяет направление только в движении), наведение “по ориентирам” (см. раздел 2) и т.п., но все эти методы дают более низкую точность.
После наведения по азимуту – закрепите антенну (сильно крепеж не затягивайте) и еще раз проверьте правильность установки угла места. Далее можно переходить к точному наведению по уровню сигнала.
4.2 Точное наведение
После предварительного наведения подключите к конвертеру кабель от спутниковой платы, включите компьютер и настройте спутниковую плату в соответствии с параметрами StarBlazer. Подключение кабеля к конвертеру рекомендуется производить при выключенном компьютере (или спутниковом приемнике) во избежание порчи спутниковой платы.
Если наведение произведено достаточно точно – спутниковая плата должна “захватить” сигнал и отобразить это в соответствующей программе. Например, так:
Если “захвата” сигнала не произошло, прежде всего проверьте параметры настройки спутниковой платы. Возможно также, что вам не удалось достаточно точно осуществить предварительное наведение.
Чем больше диаметр вашей антенны – тем выше требования к точности наведения, антенна диаметром 0.6 метра имеет “ширину луча” около 3-х градусов, 0.9 метра – 2 градуса, а 1.2 метра – 1.5 градуса. Тем не менее, аккуратное наведение “по солнцу и отвесу” позволяет правильно ориентировать антенну и “захватить сигнал” практически с первого раза.
В любом случае – отключите теперь кабель от конвертора и включите в разрыв между кабелем и конвертером измеритель уровня сигнала (SatFinder). Все отключения и подключения кабеля рекомендуется делать при снятом с конвертора питании (LNB Power). Отключить питание конвертора можно в настройках спутниковой платы, путем выключения компьютера или отключив питание от внешнего спутникового приемника. После подключения измерителя – снова подайте питание на конвертер.
Ослабьте крепление антенны и медленно перемещайте антенну по азимуту в пределах нескольких градусов налево и направо. Поскольку диаграмма направленности антенны очень узкая – скорость перемещения не должна превышать одного градуса в секунду. Добейтесь появления индикации сигнала на измерителе. Если предварительное наведение сделано правильно – сигнал появится сразу и Вашей задачей будет только поиск положения, в котором сигнал максимален (обычно в пределах 1-2 градусов от начального положения антенны).
Если сигнал на измерителе так и не появился или имеет низкий уровень и практически не меняется при повороте антенны по азимуту, измените угол места примерно на один градус вниз и повторите наведение по азимуту. Если за 2-3 попытки изменить угол места сигнал не обнаруживается, начните увеличивать угол места на примерно один градус для каждого поиска по азимуту.
После нахождения максимума сигнала при перемещении по азимуту закрепите антенну, немного отпустите крепеж, фиксирующий угол места и в небольших пределах покачайте зеркало, добиваясь максимума сигнала. Зафиксируйте найденный угол, затяните крепеж. Немного отпустите крепеж, фиксирующий положение по азимуту и в небольших пределах покачайте зеркало, добиваясь максимума сигнала. Зафиксируйте найденный угол, затяните крепеж.
Возможно наведение и без измерителя (SatFinder’а), по индикатору сигнала спутниковой платы. Последовательность действий в этом случае аналогична. Но следует иметь в виду, что программы спутниковых плат отображают изменения уровня сигнала со значительным запаздыванием. Поэтому при поиске точного азимута и угла места требуется перемещать антенну очень медленно, “пошагово” и с большой аккуратностью.
Сервис определения направления ТВ-тарелки на спутник или Dishpointer по-русски
С наступлением летних каникул, для многих жителей крупных городов, жизнь постепенно переезжает за город. Одним из IT-атрибутов загородной жизни является наличие спутникового телевидения. Кто-то пытается самостоятельно установить и настроить антенну по аналогии с соседскими, кто-то прибегает к услугам установщиков, кто-то рассчитывает параметры установки линейкой на гуглокартах.
Для тех, кто пытается самостоятельно установить и настроить спутниковое ТВ я хочу представить сервис Geonames.ru, помогающий определить, в какую сторону направлять спутниковую тарелку.
Логика работы такая — пользователь выбирает спутникового оператора или конкретный спутник, затем на карте определяет точку установки антенны, на основе этих данных сервис рассчитывает направление и другие параметры установки.
В процессе разработки выяснилось, что аналогичные сервисы уже существуют за рубежом, самым популярным из которых является Dishpointer.com, которым пользуются, в том числе, и установщики. Я постарался сделать свой сервис ориентированным на русскоязычных и менее технически подготовленных пользователей, фактически — для домохозяек.
Истинный и магнитный азимуты
Истинный азимут служит для откладывания направления на карте, в котором ось X проходит параллельно экватору (параллель), а ось Y — меридиан, проходящий от южного полюса к северному.
Истинный азимут рассчитывается по формуле
k = PI/180;
a = широта места * k;
b = долгота места * k;
c = долгота спутника * k;
Азимут = (PI+arctan(tan(b-c)/sin(a)))/k;
Магнитный азимут же ориентируется на магнитные полюса Земли, которые не совпадают с географическими и необходим для определения направления по магнитному компасу. Кроме того, магнитные полюса со временем меняются, а также на стрелки компаса могут влиять, так называемые, магнитные аномалии.
В связи с этим геодезистами на каждый год рассчитываются таблицы магнитных склонений (отклонений магнитного азимута от истинного) для каждой «целоградусной» географической координаты (180*360=6480 возможных значений). Таким образом, для получения магнитного азимута надо к истинному азимуту прибавить или вычесть значение магнитного склонения для заданных координат.
В качестве источника таблицы магнитных склонений в сервисе Geonames.ru используется файл magdec.bgl на 2012 год — это таблица склонений в бинарном виде для авиа-симулятора Microsoft Flight Simulator 2004.
Для того, чтобы визуально отобразить направление на спутник на карте необходимо иметь ввиду, что карта плоская, а Земля — круглая. Поэтому линия направления будет представлять собой дугу. Сервис Geonames.ru использует Яндекс.Карты, в которых можно задать параметр geodesic=true для отображения линии в виде геодезической кривой.
Угол места и угол наклона тарелки
Угол места — это угол возвышения спутника над линией горизонта. Если угол места меньше нуля, то спутника над горизонтом не видно и прием сигнала с него невозможен.
Угол места рассчитывается по формуле
k = PI/180;
a = широта места * k;
b = долгота места * k;
c = долгота спутника * k;
Угол места = arctan((cos(b-c)*cos(a)-0.15126)/sqrt(1-cos(b-c)*cos(b-c)*cos(a)*cos(a)))/k;
Казалось бы, достаточно наклонить плоскость антенны в соответствии с углом места и мы поймаем ТВ-сигнал со спутника. Но не все так просто. Это утверждение будет верным, если используется прямофокусная антенна, у которой угол отражения сигнала перпендикулярен плоскости антенны. В частном секторе распространены офсетные антенны, угол отражения сигнала которых, в зависимости от конструкции, составляет 110-116 градусов. У нас чаще попадаются антенны с углом отражения 116 градусов.
Схематически разницу в конструкциях антенн и направлениях отражаемого сигнала можно посмотреть в комментарии к соседнему топику.
Таким образом, угол наклона антенны будет примерно равен углу места минус 26 градусов. Для таких операторов как Телекарта, Континент ТВ, спутников Ямал, при установке в Московском регионе, антенну придется наклонять к земле.
Угол поворота конвертера
Счастливые абоненты Триколора и НТВ+ могут вздохнуть с облегчением — с их спутника вещание ведется в круговой поляризации и поворачивать конвертер для приема такого сигнала не надо. В остальных случаях требуется поворот конвертера.
Угол поворота рассчитывается по формуле
k = PI/180;
a = широта места * k;
b = долгота места * k;
c = долгота спутника * k;
Угол поворота конвертера = arctan(sin(b-c)/tan(a))/k;
Если посмотреть на конвертер так, как смотрит на него тарелка, то поворачивать его надо при положительном значении — по часовой стрелке, при отрицательном — против.
Google.Maps vs Яндекс.Карты vs Яндекс.Карты 2.0
Поиск места установки антенны и визуализация направления на спутник является основным функционалом сервиса, поэтому выбор картографического сервиса не стал тривиальной задачей.
Субъективные оценки с учетом ориентации сервиса на Россию: