# Prehľad

Prehliadač Starlink zobrazuje živý 3D glóbus so všetkými ~10 000 satelitmi Starlink animovanými v reálnom čase, polohu vašej antény a odvodenú spojenie so satelitom, ktorý najpravdepodobnejšie obsluhuje váš terminál.

Ideálny nástroj na monitorovanie Starlink by ukazoval presne, s ktorým satelitom vaša anténa komunikuje v danom momente, kedy dochádza k prepojeniu na nový satelit a cestu signálu od antény cez satelit k pozemnej stanici. To by vyžadovalo, aby anténa odhalila identitu obsluhujúceho satelitu a smer elektronického riadenia lúča. SpaceX nesprístupňuje ani jedno z toho, preto Nexus odvodzuje obsluhujúci satelit z dostupných údajov.

# Prečo je odvodenie potrebné

SpaceX blokuje údaje o identifikácii satelitov za autentifikovanými endpointmi gRPC, ktoré sú nedostupné na spotrebiteľskom firmware.

• dish_get_context obsahuje pole initial_satellite_id, ale vracia PermissionDenied na spotrebiteľskom hardvéri od firmware 9f4d05a4 (jún 2021).
• transceiver_get_telemetry sprístupňuje lmac_satellite_id a target_satellite_id, ale vracia UNIMPLEMENTED na všetkých spotrebiteľských termináloch.
• Autentifikácia PKI typu výzva-odpoveď s kľúčmi kontrolovanými SpaceX znamená, že neexistuje žiadne obídenie zo strany komunity.
• Smer elektronického riadenia lúča: ktorý by priamo identifikoval obsluhujúci satelit; nie je sprístupnený cez žiadny endpoint.
• Fázová anténa riadi svoj lúč elektronicky do ±50° od hlavnej osi, ale tento uhol riadenia je úplne neviditeľný pre externých konzumentov API.

# Dostupné údaje

# Merané z antény

# Externé zdroje

# Čo nie je dostupné

# Ako funguje párovanie

# Párovanie satelitov

Prehliadač vykonáva nasledujúci výpočet s frekvenciou 1 Hz:

1. Pozícia pozorovateľa: súradnice GPS antény z get_location určujú, kde sa na Zemi nachádzate.

2. Pozície satelitov: pomocou orbitálnej propagácie SGP4 na údajoch TLE z CelesTrak prehliadač vypočíta azimut, eleváciu a šikmú vzdialenosť každého satelitu Starlink viditeľného z polohy vašej antény.

3. Filtrovanie zorného poľa: berú sa do úvahy iba satelity nad 10° elevácie. Fyzický smer hlavnej osi antény (z alignment_stats) definuje stred kužeľa zorného poľa ~100° fázovej antény.

4. Výber najbližšieho kandidáta: satelit s najmenšou uhlovou vzdialenosťou od stredu hlavnej osi je vybraný ako najpravdepodobnejšie obsluhujúci satelit.

# Zameriavač hlavnej osi

Zameriavač na polárnom grafe oblohy predstavuje fyzickú orientáciu tela antény, nie smer elektronického lúča. Fázová anténa Starlink je po počiatočnom zarovnaní väčšinou nehybná; hodnoty hlavnej osi sa menia o zlomky stupňa počas hodín vplyvom vetra alebo tepelných účinkov. Anténa sa fyzicky nepohybuje, aby sledovala jednotlivé satelity.

Skutočné riadenie lúča sa uskutočňuje elektronicky vo vnútri fázovej antény na úrovni RF, vychyľujúc sa až o ±50° od fyzickej hlavnej osi na sledovanie obsluhujúceho satelitu. Tento smer elektronického lúča nie je sprístupnený cez žiadny spotrebiteľský endpoint API.

# Detekcia zmeny satelitu

Keď sa najbližší kandidát na satelit zmení (iné ID NORAD sa stane geometricky najbližším), pozoruje sa to ako odvodená zmena satelitu. Tieto zmeny korelujú s prepojeniami antény, ale nepotvrdzujú ich. Odrážajú orbitálnu mechaniku; keď satelity preletávajú rýchlosťou ~7,5 km/s, ten najbližší k stredu hlavnej osi antény sa prirodzene mení každých niekoľko minút.

Skutočné prepojenia satelitov na Starlink sú navrhnuté tak, aby boli bezšvové (spoj-pred-prerušením), bez merateľnej diskontinuity v latencii alebo priepustnosti, ktorá by mohla byť použitá ako spoľahlivý detekčný signál na aktuálnom firmware.

# Hodnotenie spoľahlivosti

Hodnotenie spoľahlivosti odráža geometrickú pravdepodobnosť, že spárovaný satelit je skutočne ten obsluhujúci:

Tieto prahy sú kalibrované pre fyzickú hlavnú os (smer tela antény), nie pre elektronický lúč. Pretože fázová anténa môže riadiť ±50° od povrchu antény, obsluhujúci satelit bude typicky 10-40° od stredu fyzickej hlavnej osi. Zhoda s „vysokou" spoľahlivosťou znamená, že existuje jeden silný geometrický kandidát; neznamená, že identifikácia je potvrdená.

# Stupeň presnosti

# Čomu môžete dôverovať

Pozície satelitov na glóbuse sú presné. Údaje TLE z CelesTrak sú autoritatívne (pochádzajú z 18. letky vesmírnej obrany Vesmírnych síl USA) a propagácia SGP4 je štandardná metóda používaná komunitou sledovania vesmírnych objektov. Presnosť polohy je typicky niekoľko kilometrov pre nedávno aktualizované TLE.

Poloha vašej antény je presná. Pochádza priamo z palubného GPS antény.

Fyzický smer hlavnej osi je presný. Je meraný IMU antény (inerciálna meracia jednotka) s neistotou ~0,6°.

Množina viditeľných satelitov je presná. Vypočítané uhly pohľadu z vašej pozície ku každému satelitu sú geometricky presné, takže polárny graf správne ukazuje, ktoré satelity sú nad hlavou a kde sa na oblohe nachádzajú.

# Čo je odvodené

Identifikovaný satelit je kvalifikovaný odhad. Najbližší satelit k stredu hlavnej osi je najlepší geometrický kandidát, ale anténa môže komunikovať s akýmkoľvek satelitom v dosahu elektronického riadenia ±50°. V akomkoľvek momente môžu byť v zornom poli desiatky satelitov.

Zmeny satelitov sú pozorovaná geometria, nie potvrdené prepojenia. Keď sa najbližší kandidát zmení, odráža to orbitálny drift; iný satelit sa stáva geometricky najbližším. Skutočné prepojenia antény sa môžu, ale nemusia zhodovať s týmito geometrickými zmenami. Niektoré skutočné prepojenia budú pre odvodenie neviditeľné (anténa sa prepojí na iný satelit, ale geometricky najbližší sa nezmení) a niektoré pozorované zmeny budú čistý orbitálny drift (geometricky najbližší sa zmenil, ale anténa sa v skutočnosti neprepojila).

Hodnotenia spoľahlivosti sú geometrické, nie signálové. Zhoda s „vysokou" spoľahlivosťou znamená dobrú geometriu, nie overené spojenie. Bez prístupu k smeru elektronického lúča alebo ID obsluhujúceho satelitu žiadny nástroj založený na spotrebiteľskom firmware nemôže potvrdiť, ktorý satelit anténa skutočne používa.

# Preskúmané signály

Počas vývoja bolo vyhodnotených niekoľko signálov na detekciu prepojení. Všetky boli testované na reálnom hardvéri (rev3_proto2, firmware 2026.02.16.cr74084 a 2026.04.07.mr77639.1).

# Obstruction Map and Satellite Tracking

# Pozadie

Štúdia SatInView autorov Ahangarpour, Zhao, and Pan (ACM MobiCom '24 LEO-NET Workshop) preukázala, že obsluhujúci satelit možno identifikovať resetovaním mapy prekážok antény na 15-sekundových hraniciach prepojení, jej dotazovaním s frekvenciou 1 Hz a XORovaním susedných snímkov na extrakciu trajektórie satelitu pri jeho pohybe cez zorné pole. Pozorovaná trajektória sa potom porovná s pozíciami satelitov propagovanými z TLE, čím možno dosiahnuť takmer jednoznačnú identifikáciu.

Počas počiatočného vývoja Prehliadača Starlink sme testovali mapu prekážok bez vykonania resetu. Na neobštrukovanej anténe sa mapa javila statická, úplne nasýtená maska čistej oblohy bez variácie medzi snímkami. Usúdili sme, že údaje neobsahujú informácie o satelitnom signále v reálnom čase. Tento záver bol pre neresetovanú mapu správny, ale neúplný: mapa sa javila statická, pretože každý pixel, ktorý by aktuálny satelit mohol vykresliť, už bol rozsvietený z predchádzajúcich preletov satelitov. Bez predchádzajúceho vymazania akumulovaných údajov nemal XOR čo detekovať.

# Aktualizované zistenia

Po korešpondencii s výskumným tímom SatInView sme otestovali kompletný prístup založený na resete na hardvéri rev3_proto2 s firmwarom 2026.04.07.mr77639.1 (apríl 2026). Výsledky potvrdzujú, že technika funguje na aktuálnom hardvéri a firmware:

• dish_clear_obstruction_map je dostupná a funkčná. Jej volanie vymaže akumulované SNR údaje (377 aktívnych pixelov redukovaných na 1 pri testovaní).
• Po resete sa mapa znovu buduje rýchlosťou približne jedného nového pixelu za sekundu, ako sa obsluhujúci satelit pohybuje cez zorné pole.
• XORovanie susedných snímkov s frekvenciou 1 Hz produkuje čisté trajektóriové body v jednotlivých pixeloch s takmer nulovým rozptylom.
• Časovanie prepojenia po 15 sekundách (12., 27., 42. a 57. sekunda každej minúty, globálne synchronizované) bolo potvrdené na našom hardvéri. Po sebe nasledujúce intervaly sledovali rovnaký satelit kontinuálne, s jasným skokom trajektórie pri skutočnom prepojení.
• Mapa hlási FRAME_EARTH na stacionárnych aktívnych anténach, čo znamená, že mriežka je orientovaná tak, že pixel v hornom strede zodpovedá skutočnému severu. Mobilné alebo neaktívne antény môžu hlásiť FRAME_UT, kde pixel v spodnom strede zodpovedá smeru hlavnej osi.

# Kompromis: prečo Nexus štandardne neresetuje mapu

Volanie dish_clear_obstruction_map je deštruktívne, vymaže akumulovaný profil prekážok antény. Pre používateľov s obštrukovanými inštaláciami (stromy, budovy alebo iné štruktúry) sú tieto údaje cenné pre diagnostiku problémov so signálom a budujú sa v priebehu času cez mnoho preletov satelitov. Resetovanie každých 15 sekúnd bráni anténe v akumulovaní akýchkoľvek údajov o prekážkach a mobilná aplikácia Starlink zobrazí prázdnu alebo čiastočnú mapu.

Nexus v súčasnosti používa geometrické odvodenie (smer hlavnej osi a párovanie TLE) ako svoju štandardnú metódu identifikácie satelitu. Tento prístup je nedeštruktívny, nevolá žiadne zapisovacie endpointy na anténe a nemá vedľajšie účinky na údaje používateľa o prekážkach.

Prístup založený na trajektórii používame ako kalibračný nástroj na validáciu a zlepšenie presnosti nášho geometrického odvodenia. Tiež hodnotíme, či ponúknuť sledovanie trajektórie ako voliteľný režim pre pokročilých používateľov a výskumníkov s jasným upozornením na kompromis s resetom mapy.

# Čo by to mohlo zmeniť

Budúce aktualizácie firmware alebo hardvérové revízie by mohli sprístupniť dodatočnú telemetriu, ktorá by zlepšila presnosť odvodenia:

• Funkčný seconds_to_first_nonempty_slot: ak by toto pole bolo vyplnené na novšom firmware alebo hardvéri, poskytovalo by spoľahlivý signál časovania pre každé prepojenie.
• Uhly elektronického riadenia lúča: akékoľvek sprístupnenie skutočného smeru lúča fázovej antény by umožnilo priamu identifikáciu satelitu.
• Uvoľnená autentifikácia na dish_get_context: keby SpaceX znovu povolil pole initial_satellite_id, problém by bol úplne vyriešený.
• Nedeštruktívne údaje signálu v reálnom čase: ak budúci firmware sprístupní informácie o signále pre jednotlivé satelity cez samostatný endpoint alebo nedeštruktívny variant mapy prekážok, prístup založený na párovaní trajektórií by sa dal použiť bez resetovania používateľských údajov o prekážkach.
• Nové generácie hardvéru: SpaceX nasadzuje satelity V3 a nový hardvér terminálov. Rôzne verzie firmware alebo hardvérové revízie môžu vyplniť momentálne neaktívne polia alebo sprístupniť novú telemetriu.

# Predchádzajúce práce

Nexus používa geometrické odvodenie (smer hlavnej osi a pozície satelitov propagované z TLE) na odhad toho, ktorý satelit obsluhuje anténu. Ide o heuristický prístup, účinný a nedeštruktívny, ale obmedzený v presnosti.

Pre identifikáciu s vyššou presnosťou dosahuje technika SatInView, vyvinutá autormi Ahangarpour, Zhao, and Pan na University of Victoria (ACM MobiCom 2024, LEO-NET Workshop), takmer jednoznačnú identifikáciu satelitov koreláciou trajektórií z mapy prekážok s TLE údajmi. Ich prístup vyžaduje resetovanie mapy prekážok na hraniciach prepojení, čo sme potvrdili, že funguje na aktuálnom hardvéri a firmware (pozri Obstruction Map and Satellite Tracking). Ich implementácia je dostupná na github.com/aliahan/SatInView.

Ich techniku založenú na trajektórii používame ako referenciu na kalibráciu a zlepšenie presnosti geometrického odvodenia používaného v Prehliadači Starlink.

# Orbitálne údaje

Pozície satelitov pochádzajú z doplnkového endpointu GP CelesTrak, ktorý poskytuje efemeridy prispievané SpaceX zlúčené so štandardnými katalógovými údajmi 18. letky vesmírnej obrany. Údaje sú lokálne ukladané do vyrovnávacej pamäte backendom v Rust a obnovované každých 6 hodín, s 48-hodinovým záložným využitím zastaranej vyrovnávacej pamäte, ak je CelesTrak nedostupný. Stavový riadok zobrazuje aktuálny počet satelitov a vek údajov.

# Poloha antény

Prehliadač používa súradnice GPS z endpointu get_location antény, keď sú dostupné. Ak údaje GPS nie sú prístupné, môžete ručne zadať svoju zemepisnú šírku a dĺžku v konfiguračnom paneli.