Category: General
Time: 22:45
Author: nexus
こんにちは!
学部4年の中村涼太です.

はじめに,自己紹介をさせていただきます.

学部3年の頃からNEXUSの開発に参加し,
主にミッション通信機であるリニアトランスポンダとFSK送信機の開発を行ってきました.

また,現在は学部の研究として,NEXUSの開発報告書の作成を行っております.
先生やメンバーから進捗具合を心配されておりますが(申し訳ありません...),
最終的には外部の方々のため,研究室のため,自分のためにちゃんとしたものを公表したいです.

ここからは最近の活動について報告します!

毎週水曜日に実施している定例ミーティング後に,
地上局用ハードと学部3年藤井によりアップロードされた地上局用ソフトの使用方法についての確認会をメンバー一同で行いました.

確認会


この確認会を踏まえ,メンバー内でシフトを組みながら,
11/23のブログで山田さんから紹介されたような運用練習を毎日行っています.
1人でも地上局用ハード及びソフトを操作しながら運用を行えるようになること,
これらを操作中に生じるバグを洗い出しそれらを解決することが目的です.

運用練習


次回のブログ担当は,学部3年の藤井さんです.
よろしくお願いします!

Category: General
Time: 03:12
Author: nexus
こんにちは,初めまして.
学部3年の小泉和也です.ホームページ更新とCAMを担当しております.

NEXUSの打ち上げ2019/1/17(木)まで残り40日となりました.
現在,NEXUSメンバーは打ち上げの日に向け,地上局整備とホームページ作成を進めています.

今回はNEXUSのホームページについて紹介したいと思います.
現在,ホームページでは主に以下の情報を公開しています.
・NEXUS PROJECTについて
・衛星のミッション紹介
・衛星のシステム紹介
・テレメトリフォーマット
・地球局情報

まだまだ情報は少ないですが随時更新していこうと思います.
詳細は次のURLよりご覧ください.
URL : http://sat.aero.cst.nihon-u.ac.jp/nexus/

ホームページなどのWebページはHTML(HyperText Markup Language)というマークアップ言語で構成を作り,CSS(Cascading Style Sheets)でデザインされています.NEXUSのホームページではHTML+CSSに加え,JavaSctiptによってトップページやメニューを動的なものにしています.このような柔軟な言語は表現力のあるWebページをデザインするのが目的であり,難点でもあります.現在の課題として,ページ全体の構成が画面サイズによっては崩れるという(割と致命的な)問題があり,特にスマートフォンではうまく見れないかと思います.解決策として,現在,レスポンシブデザイン,リキッドデザインへの変更を考えています.従来のWebページは画面幅固定(ソリッドデザイン)で作られることが多かったのですが,近年,表示デバイスが増えたことにより各デバイスごとに表示方法を変えたり,画面幅に合わせてページ構成が自動で変化したりするデザインが一般的となってきました.このようなデザインにすることで見やすく,わかりやすいホームページを目指していこうと思います.
また,来週には英語ページの追加を行いたいと思っています.
このような変更を打ち上げ前の12月中には適用して自分としても満足のいくホームページにしていこうと思います.

現在以下の更新を予定しています.
・12月上旬 英語ページの反映
・12月中旬 アマチュア無線運用情報更新,受信報告用ページの追加
・12月下旬 構成デザインの変更

また,文字化け,表示の不具合,ページに関する疑問点,改善点がありましたら
使用ブラウザ,ページ状態を明記の上
Email : nihonuni.nexus.contact@gmail.com
までご連絡ください.

今後ともNEXUSの活動を応援よろしくお願い致します.

Category: General
Time: 17:47
Author: nexus
こんばんは.学部4年の中村壮児です.

皆様にご報告があります!
革新的衛星技術実証1号機(イプシロンロケット4号機)の打ち上げが平成31年1月17日(木)に実施されることが公表されました.
打ち上げの日付が決定されたということで,身の引き締まる思いです.打ち上げまで粛々と地上局の整備を進めてまいります...

さて,私事ですが,学部2年よりNEXUSプロジェクトに参加させて頂いており,C&DH系を担当しております.
NEXUSにおけるC&DH系は,衛星内のデータ管理を司り,地上へのデータ送信を担うシステムです.
C&DH系についての詳しい説明はNEXUSのホームページに記載しております.
また,他のサブシステムについての機能や詳細も記載しておりますのでご興味のある方は是非ご覧ください!

今回は,NEXUSのアマチュア無線運用についてご説明させていただきます.
NEXUSはアマチュア無線帯を使って衛星通信を行いますが,アマチュア無線家の方々へ向けた衛星通信の運用内容としては以下を考えております.

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1番のHKデータ,地球撮影データ,電界強度データのダウンリンクは,435.075MHzのFM(AFSK1.2kbps,GMSK9.6kbps)と435.900MHzのπ/4 shift QPSK(38.4kbps)とFM(GMSK1.2~19.2kbps)にて行います.

2,3番のSSTV画像,デジトーカ音声のダウンリンクは435.075MHzのFMで行います.
SSTV画像は,あらかじめ衛星に保存しておいたSSTV画像の他に,軌道上で撮影した地球画像をSSTVで送ることも考えています.
デジトーカ音声のダウンリンクに成功した方には,音声に含まれているパスワードをホームページに入力していただき,入力していただいた方にはQSLカードを贈呈させていただきます.

4,5番のリアルタイム地球画像ダウンリンクは435.900MHzのπ/4 shift QPSK(38.4kbps)とFM(GMSK19.2kbps)で行います.この運用はNEXUSが撮影した地球画像を画像撮影直後(リアルタイム)にダウンリンクするものです.

6番のリニアトランスポンダへの音声データのアップリンクによる音声データ中継
では,UP:145.900~145.930 MHz,DOWN : 435.880~435.910 MHzでのリニアトランスポンダによる音声中継を楽しんでいただければと考えております.

これらの運用計画は,近日中にHPにアップロード予定ですので,ご確認いただければ幸いです...
アマチュア無線家の方々に様々な衛星運用を楽しんでいただけるよう,運用計画を立ててまいりますので,乞うご期待ください!



Category: General
Time: 16:01
Author: nexus
皆様,こんにちは!

学部4年の佐藤です!

FM開発から,NEXUSプロジェクトに参加させて頂いております.

私事ではありますが,若干体調不良なので,皆様は健康に気を付けてお過ごしください.

さて,今回は,SDR(Software Difined Radio)についてお話させて頂きます.

従来では,変調を行う際は,変調方式ごとに異なるハードウェアが必要でしたが,SDRでは,ソフトウェアを変更することで,ハードを変更しなくても復調が出来るようになっております.ちなみに,以下の写真の,上がLimeSDRで,下がBladeRFであり,日大では,この2台を使って,1/4πshiftQPSKやFSKの復調を行っていきたいと考えております!

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SDRは,以下に示す画像のように,ある程度の幅の周波数帯の信号をまとめて確認することが出来ます.

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そのため,軌道放出直後は,SDRを使用してNEXUSを探していくことになると思います.

最後になりますが,運用内容など(今回のパスではどのようなコマンドを送るか,等)も随時HPにアップしてまいりますので,ご確認,よろしくお願いします!






11/23: 運用練習

Category: General
Time: 04:48
Author: nexus
皆様,こんにちは!
修士1年の山田です.

前回の高坂さんの更新にもありましたが,NEXUSのPMを修士2年の山口さんから引き継ぎました.

自分にPMが務まるか不安でいっぱいですが,後輩達から頼られるPMになれるよう精一杯頑張ります!!!


さて,今回は最近のNEXUSメンバーの活動のメインである運用練習についてご紹介します.

私たちが普段活動している日本大学理工学部船橋キャンパスの3号館屋上には,衛星運用に用いるアンテナが設置されています.このアンテナを4階にある地球局で制御し,コマンドの送信を行います.送信したコマンドを,地下室のクリーンルームにあるNEXUSのEMで受信します.EMは,受信したコマンドの内容に応じた動作を行い,センシングデータやカメラ撮影画像を地球局アンテナに向け送信します(アッテネータを介し,電波強度を弱めています).
3号館

地上と宇宙で行う衛星運用を,地上と地下で練習する,というなんとも奇妙な構図ですが...
メンバーは地球局と地下に別れ,電話を繋ぎながら,各運用シーケンスの確認を行っています.
運用練習の様子

NEXUSの打ち上げ後にあたふたしないよう,本番の運用をイメージしながら運用練習を行っていきます!

次回以降は,ブログ初更新の若いメンバーが登場しますので,乞うご期待ください!!


Category: General
Time: 23:29
Author: nexus
皆様,こんにちは
M2の高坂です.

NEXUSプロジェクトでは,毎年寒くなってきたこの時期に,後輩へとバトンタッチし新体制となります.
研究室ブログにも書いてありますが,これからメンバーを率いてくれるのは,M1の山田です!

PM_M1Yamada


良い顔してますね!
新体制では,次のように担当が決まりました.

M1山田 :PM,EPS,GS
B4佐藤 :STR,FSK,CAM
B4中村壮:C&DH,SG,QPSK
B4中村涼:FMR,TRP,FSK
B3小泉 :CAM
B3藤井 :CW,GS
B1久本 :TBD

若い力を存分に発揮してくれることと思います.
私達M2は,後輩達が困ること(電話がかかってくること)が無いように,しっかりと引継ぎを行っていきます.

最後となりますが,ホームページも随時更新していきますので,ご覧いただければと思います.
次回は,新体制のメンバーが自己紹介も兼ねて更新いたします!



Category: General
Time: 18:13
Author: nexus
皆さま,こんにちは!
修士2年の山口です.

ここ数日は寒さも一層厳しくなり,いよいよ冬が近づいていることを感じていますが,皆さまいかがお過ごしでしょうか.

現在,NEXUSプロジェクトでは,打上後の運用に向けた練習や,ホームページの更新,開発報告書の作成など行っています.そんな中,先日は,宇宙活動法の説明会に参加してきました.この説明会では衛星打ち上げ後に申請しなければならない「宇宙物体登録」の申請方法の説明を受けました.説明会を受け,早めに申請書の作成をしたいと思っています(衛星打ち上げ直後は,色々とバタバタしそうなので...).

話は変わりますが,今回のブログでは,NEXUSの初期運用,特にカメラシステム(N-CAM)に関する部分を簡単に紹介したいと思います.

運用の流れ


NEXUSはロケットからの分離直後に自動で電源が投入され,アンテナ展開,CW放射,初期撮影などが行われます.初期撮影では,N-CAMが衛星の角速度を算出し,その角速度に応じてシャッタータイミングを自動で設定することで,衛星が1回転する間,断続的に50枚の画像を撮影します.NEXUSは自らの姿勢を制御することはできませんが,衛星の回転軸上に,ロケットや地球があれば,それらを撮影することができると考えています.

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上図は,初期撮影の動作検証を行ったときのものです.この時に撮影された画像はあまりきれいではありませんでしたが(とても汚い...),宇宙からの画像はとてもきれいなものだと期待しています.
初期撮影の結果については,随時ホームページにて公開予定ですので,乞うご期待ください!



Category: General
Time: 23:31
Author: nexus
皆さん,こんにちは

修士2年の鈴木です.

研究室旅行も終わり早く修論を書きたいと思っている一方,まだまだやることは尽きません.

左:小野,右:中村涼太 左:山田,右:中村たける
左:中村たける,右:山口 左:菊池,右:佐藤
左:鈴木,右:山口 左:山田,中央,鈴木,右:高坂
研究室旅行中のメンバーin那須塩原&裏磐梯

さて,NEXUSは引き渡し後,主に4つのことを行っております.

・地上局の整備(ソフトウェア開発)
・HP作成
・EMでの運用練習(後輩の教育もかねて)
・開発報告書の作成

地上局
地上局は,主に(M2)菊池と(B3)藤井がメインで行っています.

菊池は先日ブログでも紹介されたSDRを用いたπ/4QPSKの受信局作成
藤井はバス系のアップリンクソフトとダウンリンクソフトの開発
バス系の地上局はSEEDS-ⅡやSPROUTのものをベースにさらに
NEXUS仕様に変更しています!

また,FSK送信機の受信局をJAMSATの今村様に協力していただき,
LimeSDRを用いた受信局を作成中です.

HP
 先日,新たに作り直したものを公開しましたが,まだまだ
修正箇所や粗探しをメンバー全員で行っている最中です.

↓↓NEXUS HP↓↓
http://sat.aero.cst.nihon-u.ac.jp/nexus/

(もし,おかしな点等ありましたらご連絡いただけると幸いです(汗 )

EMの運用練習
 直接衛星に触れていない後輩への教育や地上局の動作確認,
打ち上げ後に焦らないための準備をしております.
打ち上げまでもうすぐなので...抜かりなく行きたいと思います.

CESSに参加中の1年生もNEXUSに興味を持ち,運用練習に参加してくれています.
1年生から積極的に参加してくれるのは頼もしいです!!

開発報告書
 BBMから今までの開発の流れや行ってきた試験の内容,解析の内容
をまとめています.非常に思い出すことが一苦労で,正直,各開発段階ごとにある
程度まとまった文章があれば,良かったと思います.

これから,どんどんNEXUS BLOGを更新していくので(いずれは各システムの紹介等もする予定?)是非ご覧ください!!!

Category: General
Time: 22:09
Author: nexus
皆さま,こんにちは!
急に冷え込み,研究室は体調を崩した人が何人かいるようです.
皆様もお体にお気を付けください!
NEXUS BLOGでははじめましてとなります,地上局&QPSK復調担当の修士2年菊池です.
本日はタイトルの通り「π/4 DQPSK Decoder」の開発についてご紹介いたします.

【QPSK送信機と受信機】
NEXUSのメインミッションの一つであるπ/4 DQPSK送信機は,株式会社アドニクスが設計・製造をしてくださいました.
詳細スペックについては,更新した新しいNEXUSのホームページをご覧ください.

QPSK送信機

では,QPSK受信機はどうするかといいますと,SDRのNuand社 BladeRF-x40を使用し(株)構造計画研究所と共同で開発を行っております.

BladeRF_x40

(株)構造計画研究所の皆様には1年間アルバイト契約をしていただき,大変お世話になりました.この場をお借りして,お礼申し上げます.

【QPSK変調とは?】
まず初めに,QPSK変調についてです,既にご存知の方はお目汚し失礼いたします.
PSK変調は,波形の位相ズレをもとにデータ伝送を行う変調方式の名称です.
QPSKは"Quadrature Phase Shift Keying"の略語で,日本語での正式名称は「四位相偏移変調」と呼ばれます.
すなわち,基本波形からπ/4ずつの位相ずれをもとに4つのパターンを識別するものになります.
通常は0か1を識別する通信の場合,1つのサンプルに1bitのデータを示しますが,QPSKではその名の通り4つのパターン(位相)を識別することで通信を行います.
このため,下記(1段目)の図のように1サンプルで2bitのデータを送信することができるようになります.
実際の通信時には下図(2段目)に示すように,これらの位相パターンを組み合わせて送信します.
これが純QPSK変調の仕組みです.

純QPSKの4パターン

純QPSKの通信の流れ

ちなみに純QPSKでは次のようなI-Qグラフを見ることができます.
左から元データ,搬送波同期後,シンボル同期後のI-Qグラフになります.

純QPSKのI-Qパターン

ここでI-Qグラフの説明を入れるとさらに長くなってしまいますので,ご興味のある方はNational Instruments様の解説ページなどをご参考ください.

【π/4 DQPSKについて】
では,QPSKとDQPSKは何が違うのでしょうか.
π/4 DQPSKは"Differential Quadrature Phase Shift Keying "の略語で,日本語では「差動四相位相偏移変調」と呼ばれ,"π/4 Shift QPSK"などと呼ばれることもあります.
これは日本語名に含まれる「差動」という文字がキーワードになります.
QPSKは先にご説明した通り,データを搬送波の位相に対応させるのに対し,DQPSKでは直前の搬送波との差分を利用してデータを送信します.
このため,π/4 DQPSKでは次のようなI-Qグラフが抽出できます.

109.4dB129.4dB130.4dB

この3つのI-Qグラフは,NEXUSから出力されたDQPSK変調波をBladeRFで受信した際のもので,左から減衰約109[dB],約129[dB],約130[dB]の波形の乱れを示しています.
現状,減衰量が約130[dB]超えると,ギリギリデコードできない状態になることが分かっています.

【今後は】
今後このソフトウェアはNEXUSのホームページにてEXE化したものを公開する予定です.
あとは,ドップラーシフトによる周波数補正・CCSDS(衛星通信プロトコル)準拠のリードソロモン符号を解読する部分をプログラム後,実装して終了です.
今しばらくお待ちください.

最後に余談ではありますが,JARLnewsなどに掲載されている下記のNEXUSの図はCinema4Dでレンダリングしています.

NEXUSの図

このソフト,なんと学生版は無料なのです!
このCGは地球の反射等をきれいに映し出すため,A0まで引き延ばしてもまだまだ余裕のあるくらいの高解像度で出力しているので,レンダリングに1枚あたり10分以上かかります.
打ち上げまでには動画版を作ろうと思うのですが,10秒作るのに300枚以上必要なので2日くらいかかるのです…
完成したら動画をアップロード致しますので,お楽しみに!

Category: General
Time: 00:48
Author: nexus
皆さんこんばんは.修士2年の小野です.

半年ぶりのブログ更新ですね...
いやぁ,衛星の引渡しが9月末だったので,10月
はブログを更新できたはずなんですが...

そうなんです,メンバーみんながブログ更新をサボッている
間に衛星を引き渡してしまって,現在は衛星の運用を行うための
地上局整備に力を注いでいるところなんです.

NEXUSではこれまで日大局が使ってきた無線機は使わず,
新しい無線機で運用することになっています.ですので,
FMの開発では新しい無線機を使って,コマンドを送るといった
検証を行ってきました.

現在は,地上局のアンテナを新調して設備をぜんぶ本番と
同じにして,本物の衛星を運用する練習をしています.
とはいっても,地上局ソフトの方はまだ昔のままですが...

ソフトの方も早急に準備しなければなりませんね‼