# Gambaran Keseluruhan

Pemapar Starlink memaparkan glob 3D langsung dengan semua ~10,000 satelit Starlink yang beranimasi dalam masa nyata, lokasi piring anda, dan sambungan yang diinferens ke satelit yang berkemungkinan besar melayani terminal anda.

Alat pemantauan Starlink yang ideal akan menunjukkan dengan tepat satelit mana yang piring anda sedang berkomunikasi pada bila-bila masa, bila ia beralih ke satelit baharu, dan laluan isyarat dari piring anda melalui satelit ke stesen bumi. Ini memerlukan piring mendedahkan identiti satelit yang melayani dan arah kemudi pancaran elektronik. SpaceX tidak mendedahkan kedua-duanya, jadi Nexus menginferens satelit yang melayani daripada data yang tersedia.

# Mengapa Inferens Diperlukan

SpaceX mengunci data pengenalpastian satelit di sebalik titik akhir gRPC yang disahkan yang tidak boleh diakses pada perisian tegar pengguna.

• dish_get_context mengandungi medan initial_satellite_id, tetapi telah mengembalikan PermissionDenied pada perkakasan pengguna sejak perisian tegar 9f4d05a4 (Jun 2021).
• transceiver_get_telemetry mendedahkan lmac_satellite_id dan target_satellite_id, tetapi mengembalikan UNIMPLEMENTED pada semua terminal pengguna.
• Pengesahan cabaran-respons PKI dengan kunci yang dikawal SpaceX bermakna tiada pintasan komuniti wujud.
• Arah kemudi pancaran elektronik: yang secara langsung akan mengenal pasti satelit yang melayani, tidak didedahkan melalui mana-mana titik akhir.
• Antena tatasusun fasa piring mengemudi pancarannya secara elektronik sehingga ±50° dari boresight, tetapi sudut kemudi ini sepenuhnya tidak kelihatan kepada pengguna luaran API.

# Data Tersedia

# Diukur dari piring

# Sumber luaran

# Apa yang tidak tersedia

# Cara Pemadanan Berfungsi

# Pemadanan satelit

Pemapar melaksanakan pengiraan berikut pada 1 Hz:

1. Kedudukan pemerhati: koordinat GPS piring daripada get_location menetapkan di mana anda berada di Bumi.

2. Kedudukan satelit: menggunakan propagasi orbit SGP4 pada data TLE daripada CelesTrak, pemapar mengira azimut, elevasi, dan jarak serong setiap satelit Starlink seperti yang dilihat dari lokasi piring anda.

3. Penapisan medan pandangan: hanya satelit di atas elevasi 10° dipertimbangkan. Arah boresight fizikal piring (daripada alignment_stats) mentakrifkan pusat kon medan pandangan ~100° tatasusun fasa.

4. Pemilihan calon terdekat: satelit dengan jarak sudut terkecil dari pusat boresight fizikal dipilih sebagai satelit yang berkemungkinan besar melayani.

# Silang boresight

Silang pada plot langit kutub mewakili orientasi fizikal badan piring, bukan arah pancaran elektronik. Antena tatasusun fasa Starlink sebahagian besarnya pegun selepas penjajaran awal; nilai boresight berubah beberapa pecahan darjah selama berjam-jam disebabkan kesan angin atau haba. Piring tidak bergerak secara fizikal untuk menjejak satelit individu.

Kemudi pancaran sebenar berlaku secara elektronik dalam tatasusun fasa pada aras RF, mengimbas sehingga ±50° dari boresight fizikal untuk menjejak satelit yang melayani. Arah pancaran elektronik ini tidak didedahkan melalui mana-mana titik akhir API pengguna.

# Pengesanan perubahan satelit

Apabila calon satelit terdekat berubah (NORAD ID yang berbeza menjadi yang terdekat secara geometri), ini diperhatikan sebagai perubahan satelit yang diinferens. Perubahan ini berkorelasi dengan tetapi tidak mengesahkan pertukaran piring sebenar. Ia mencerminkan mekanik orbit; ketika satelit melintas di atas pada ~7.5 km/s, yang terdekat dengan pusat boresight piring berubah secara semula jadi setiap beberapa minit.

Pertukaran satelit sebenar pada Starlink direka untuk menjadi lancar (make-before-break), tidak menghasilkan diskontinuiti yang boleh diukur dalam kependaman atau daya pemprosesan yang boleh digunakan sebagai isyarat pengesanan yang boleh dipercayai pada perisian tegar semasa.

# Pemarkahan keyakinan

Skor keyakinan mencerminkan kemungkinan geometri bahawa satelit yang dipadankan adalah yang sebenarnya melayani:

Ambang ini ditentukur untuk boresight fizikal (arah badan piring), bukan pancaran elektronik. Oleh kerana tatasusun fasa boleh mengemudi ±50° dari permukaan piring, satelit yang melayani biasanya berada 10-40° dari pusat boresight fizikal. Padanan keyakinan “Tinggi” bermakna terdapat satu calon geometri yang kuat; ia tidak bermakna pengenalpastian itu disahkan.

# Tahap Ketepatan

# Apa yang boleh dipercayai

Kedudukan satelit pada glob adalah tepat. Data TLE daripada CelesTrak adalah autoritatif (bersumber daripada Skuadron Pertahanan Angkasa Ke-18 Tentera Udara AS) dan propagasi SGP4 adalah kaedah standard yang digunakan oleh komuniti penjejakan angkasa. Ketepatan kedudukan biasanya dalam beberapa kilometer untuk TLE yang dikemas kini baru-baru ini.

Lokasi piring anda adalah tepat. Ia datang terus dari GPS terbina dalam piring.

Arah boresight fizikal adalah tepat. Ia diukur oleh IMU (unit pengukuran inersia) piring dengan ketidakpastian ~0.6°.

Set satelit yang kelihatan adalah tepat. Sudut pandangan yang dikira dari kedudukan anda ke setiap satelit adalah tepat secara geometri, jadi plot kutub dengan betul menunjukkan satelit mana yang berada di atas dan di mana ia berada di langit.

# Apa yang diinferens

Satelit yang dikenal pasti adalah tekaan terpelajar. Satelit terdekat dengan pusat boresight adalah calon geometri terbaik, tetapi piring mungkin berkomunikasi dengan mana-mana satelit dalam julat kemudi elektronik ±50°nya. Pada bila-bila masa, berpuluh-puluh satelit mungkin berada dalam medan pandangan.

Perubahan satelit adalah geometri yang diperhatikan, bukan pertukaran yang disahkan. Apabila calon terdekat berubah, ini mencerminkan hanyutan orbit; satelit yang berbeza menjadi yang terdekat secara geometri. Pertukaran piring sebenar mungkin atau mungkin tidak bertepatan dengan perubahan geometri ini. Sesetengah pertukaran sebenar akan tidak kelihatan kepada inferens (piring bertukar ke satelit lain tetapi yang terdekat secara geometri tidak berubah), dan sesetengah perubahan yang diperhatikan akan menjadi hanyutan orbit semata-mata (yang terdekat secara geometri berubah tetapi piring sebenarnya tidak bertukar).

Skor keyakinan adalah geometri, bukan berasaskan isyarat. Padanan keyakinan “Tinggi” bermakna geometri yang baik, bukan sambungan yang disahkan. Tanpa akses kepada arah pancaran elektronik atau ID satelit yang melayani, tiada alat berasaskan perisian tegar pengguna yang boleh mengesahkan satelit mana yang sebenarnya digunakan oleh piring.

# Isyarat Yang Kami Siasat

Semasa pembangunan, beberapa isyarat dinilai untuk pengesanan pertukaran. Semua diuji terhadap perkakasan sebenar (rev3_proto2, perisian tegar 2026.02.16.cr74084 dan 2026.04.07.mr77639.1).

# Obstruction Map and Satellite Tracking

# Latar belakang

Kajian SatInView oleh Ahangarpour, Zhao, and Pan (ACM MobiCom '24 LEO-NET Workshop) menunjukkan bahawa satelit yang melayani boleh dikenal pasti dengan menetapkan semula peta halangan piring pada sempadan pertukaran 15 saat, meninjau pada 1 Hz, dan melakukan XOR pada bingkai bersebelahan untuk mengekstrak trajektori satelit ketika ia bergerak melintasi medan pandangan. Trajektori yang diperhatikan kemudian dipadankan dengan kedudukan satelit yang dipropagasi daripada TLE untuk mencapai pengenalpastian yang hampir tidak samar.

Semasa pembangunan awal Pemapar Starlink, kami menguji peta halangan tanpa melakukan tetap semula. Pada piring tanpa halangan, peta kelihatan statik, topeng langit cerah yang tepu sepenuhnya tanpa variasi antara bingkai. Kami membuat kesimpulan bahawa data tidak mengandungi maklumat isyarat satelit masa nyata. Kesimpulan ini tepat untuk peta yang tidak ditetapkan semula, tetapi tidak lengkap: peta kelihatan statik kerana setiap piksel yang boleh dilukis oleh satelit semasa telah menyala daripada laluan satelit sebelumnya. Tanpa membersihkan data terkumpul dahulu, tiada apa yang baharu untuk dikesan oleh XOR.

# Penemuan yang dikemas kini

Selepas surat-menyurat dengan pasukan penyelidikan SatInView, kami menguji pendekatan berasaskan tetap semula sepenuhnya pada perkakasan rev3_proto2 yang menjalankan perisian tegar 2026.04.07.mr77639.1 (April 2026). Hasilnya mengesahkan bahawa teknik ini berfungsi pada perkakasan dan perisian tegar semasa:

• dish_clear_obstruction_map tersedia dan berfungsi. Memanggilnya akan mengosongkan data SNR terkumpul (377 piksel aktif dikurangkan kepada 1 dalam ujian).
• Selepas tetap semula, peta dibina semula pada kadar kira-kira satu piksel baharu sesaat ketika satelit yang melayani bergerak melalui medan pandangan.
• XOR bingkai bersebelahan pada 1 Hz menghasilkan titik trajektori piksel tunggal yang bersih dengan taburan hampir sifar.
• Masa pertukaran 15 saat (saat ke-12, ke-27, ke-42, dan ke-57 setiap minit, diselaraskan secara global) telah disahkan pada perkakasan kami. Selang berturut-turut menjejak satelit yang sama secara berterusan, dengan lompatan trajektori yang jelas apabila pertukaran sebenar berlaku.
• Peta melaporkan FRAME_EARTH pada piring aktif yang pegun, yang bermaksud grid berorientasikan supaya piksel tengah atas sepadan dengan utara sebenar. Piring mudah alih atau tidak aktif mungkin melaporkan FRAME_UT, di mana piksel tengah bawah sepadan dengan arah boresight.

# Pertukaran nilai: mengapa Nexus tidak menetapkan semula peta secara lalai

Panggilan dish_clear_obstruction_map adalah destruktif, ia memadamkan profil halangan terkumpul piring. Untuk pengguna dengan pemasangan yang mempunyai halangan (pokok, bangunan, atau struktur lain), data ini berharga untuk mendiagnosis isu isyarat dan dibina dari semasa ke semasa melalui banyak laluan satelit. Menetapkan semula setiap 15 saat menghalang piring daripada mengumpulkan sebarang data halangan, dan aplikasi mudah alih Starlink akan menunjukkan peta kosong atau separa.

Nexus pada masa ini menggunakan inferens geometri (arah boresight + padanan TLE) sebagai kaedah pengenalpastian satelit lalainya. Pendekatan ini tidak destruktif, ia tidak memanggil mana-mana titik akhir tulis pada piring dan tidak mempunyai kesan sampingan pada data halangan pengguna.

Kami menggunakan pendekatan berasaskan trajektori sebagai alat penentukuran untuk mengesahkan dan meningkatkan ketepatan inferens geometri kami. Kami juga menilai sama ada untuk menawarkan penjejakan trajektori sebagai mod pilih masuk untuk pengguna lanjutan dan penyelidik, dengan pendedahan jelas tentang pertukaran nilai tetap semula peta.

# Apa Yang Boleh Mengubah Ini

Kemas kini perisian tegar masa hadapan atau semakan perkakasan boleh mendedahkan telemetri tambahan yang akan meningkatkan ketepatan inferens:

• seconds_to_first_nonempty_slot yang berfungsi: jika medan ini diisi pada perisian tegar atau perkakasan yang lebih baharu, ia akan menyediakan isyarat masa per pertukaran yang boleh dipercayai.
• Sudut kemudi pancaran elektronik: sebarang pendedahan arah pancaran sebenar tatasusun fasa akan membolehkan pengenalpastian satelit secara langsung.
• Pengesahan yang dilonggarkan pada dish_get_context: jika SpaceX mengaktifkan semula medan initial_satellite_id, masalah ini akan diselesaikan sepenuhnya.
• Data isyarat masa nyata yang tidak destruktif: jika perisian tegar masa hadapan mendedahkan maklumat isyarat per satelit melalui titik akhir berasingan atau varian peta halangan yang tidak destruktif, pendekatan pemadanan trajektori boleh digunakan tanpa menetapkan semula data halangan pengguna.
• Generasi perkakasan baharu: SpaceX sedang mengerahkan satelit V3 dan perkakasan terminal baharu. Semakan perisian tegar atau perkakasan yang berbeza mungkin mengisi medan yang tidak aktif pada masa ini atau mendedahkan telemetri baharu.

# Karya Terdahulu

Nexus menggunakan inferens geometri (arah boresight + kedudukan satelit yang dipropagasi TLE) untuk menganggarkan satelit mana yang melayani piring. Ini adalah pendekatan heuristik, berkesan dan tidak destruktif, tetapi terhad dalam ketepatan.

Untuk pengenalpastian dengan ketepatan yang lebih tinggi, teknik SatInView yang dibangunkan oleh Ahangarpour, Zhao, and Pan di University of Victoria (ACM MobiCom 2024, LEO-NET Workshop) mencapai pengenalpastian satelit yang hampir tidak samar dengan mengkorelasikan trajektori peta halangan dengan data TLE. Pendekatan mereka memerlukan penetapan semula peta halangan pada sempadan pertukaran, yang telah kami sahkan berfungsi pada perkakasan dan perisian tegar semasa (lihat Obstruction Map and Satellite Tracking). Pelaksanaan mereka tersedia di github.com/aliahan/SatInView.

Kami menggunakan teknik berasaskan trajektori mereka sebagai rujukan untuk menentukur dan meningkatkan ketepatan inferens geometri yang digunakan dalam Pemapar Starlink.

# Data Orbit

Kedudukan satelit diperoleh daripada titik akhir GP tambahan CelesTrak, yang menyediakan efemeris sumbangan SpaceX yang digabungkan dengan data katalog standard Skuadron Pertahanan Angkasa Ke-18. Data dicache secara tempatan oleh bahagian belakang Rust dan dimuat semula setiap 6 jam, dengan sandaran cache lapuk 48 jam jika CelesTrak tidak dapat dicapai. Bar status menunjukkan kiraan satelit semasa dan umur data.

# Lokasi Piring

Pemapar menggunakan koordinat GPS daripada titik akhir get_location piring apabila tersedia. Jika data GPS tidak boleh diakses, anda boleh memasukkan latitud dan longitud anda secara manual dalam panel konfigurasi.