Авиационный ADS-B приёмник на базе маршрутизатора → Связь

ADS-B — современная технология, которая позволяет отслеживать трафик движения воздушных судов, подробнее можно почитать здесь. Благодаря этой технологии можно понаблюдать за пролетающими ВС в реальном времени, т.е. немного-немало почувствовать себя крутым авиадиспетчером :) Споттеры без ADS-B наверное уже не представляют себе жизнь.

Сегодня расскажу как сделать весьма бюджетный ADS-B приемник («радар»), используя дешевый маршрутизатор (25$) и DVB-T донгл (10$)

Как только узнал о программе-декодере dump1090 от программиста Salvatore Sanfilippo (antirez), меня не покидала мысль установить её на какое-нибудь подходящее linux — устройство. В Инете довольно много инфы об установки dump1090 на Raspberry PI, но выбор маршрутизатора в данном случае кажется мне оптимальным. Рассмотрим «плюсы» такого решения:

1. Дешевизна
2. Поддержка Ethernet
3. Поддержка Wi-Fi
4. Возможность автономной работы

Под возможностью автономной работы подразумеваю не только возможность работы без ПК, но и возможность удалённой установки оборудования в местах с хорошей радиовидимостью: на высотных строениях, сопках, в местах с видимостью «от горизонта до горизонта», и.т.д Главное — обеспечить питание. Данные в этом случае можно передавать по Wi-Fi. К слову — приемник при идеальных условиях приема может «видеть» самолёты в радиусе до 440 км (теоретическая дальность приема).

Итак, нам нужен маршрутизатор с поддержкой OpenWRT. Сейчас провожу эксперименты с TP-LINK TL-MR3220 v.2.0. Его стоймость почти такая же как и у широко известного TP-LINK TL-MR3020, но MR 3220 имеет дополнительно кучу LAN портов и разъем для подключения внешней антенны. ИМХО must have, но не всем.



Далее собрал минималистическую прошивку для TP-LINK TL-MR3220 v.2.0, в которую включил rtl_sdr и dump1090. Скачать можно здесь. Прошивать можно либо из-родного web-интерфейса TP-LINK (при первой перепрошивки), либо mtd методом под openwrt.

[Инструкция по прошивке mtd-методом]

DVB-T донгл, если еще кто не знает (есть ли такие??) — дешевый широкополосный приемник, построенный по SDR-технологии. Изначально он был задуман как приемник для приема цифрового телевидения в формате DVB-T. Но умные люди из OsmocomSDR немного поковыряли и таки расковыряли его недокументированные возможности на полную катушку :-)) Стоймость устройства у китайских продавцов — от 10$. У нас в магазинах где-то 10$ x 3 = 30 $. Russian bussines, чего вы хотели? Купил его год назад «прозапас», не у нас, разумеется. Этот экземпляр построен на прогрессивном чипсете Rafael Micro R820T. Внутри на антенном входе установлены встречно-параллельные диоды для защиты входа приемника от опасных перенапряжений (статика, близкие грозовые разряды), правда не все верят в такую защиту, но вопросы веры и религии рассматривать здесь не буду.



Думаю все узнали мой девайс из предыдущих двух статей
— Вседиапазонный сканер частот часть 2ая — Декодируем АРCО Р25
— Вседиапазонный сканер частот по цене 4х пачек сигарет или 6ти бутылок пива

Подключаем донгл к маршрутизатору, проверяем как он определяется в системе



root@OpenWrt:~# rtl_test -t

Found 1 device(s):
0: ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle

Using device 0: ezcap USB 2.0 DVB-T/DAB/FM dongle
Found Rafael Micro R820T tuner
Supported gain values (29): 0.0 0.9 1.4 2.7 3.7 7.7 8.7 12.5 14.4 15.7 16.6 19.7 20.7 22.9 25.4 28.0 29.7 32.8 33.8 36.4 37.2 38.6 40.2 42.1 43.4 43.9 44.5 48.0 49.6
No E4000 tuner found, aborting.

Всё нормально, приемник определился. Продолжаем собирать систему: в качестве приемной антенны использую самодельный дискоконус, рассчитанный на 1090 МГц.



Жирной точкой по центру диска обозначено место припайки центрального вывода F-разъема к диску. Образующие конуса изготовлены из медного провода диаметром 2 миллиметра. Вот что получилось:



Приемный комплекс в сборе:

Устанавливаем антенну поближе к окну. Теперь можно запускать dump1090

root@OpenWrt:~# dump1090 --interactive --metric

Появляется таблица с принимаемыми в настоящее время бортами



Были некоторые сомнения — хватит ли вычислительной мощности процессора Atheros AR9331 для декодирования 2-х мегабитного потока данных? Смотрим сколько кушает dump:

root@OpenWrt:~# top



Как видно — dump1090 загружает проц на 67 %. Not bad!

Если нужно передавать данные по сети, то выполняем команду

root@OpenWrt:~# dump1090 --net

При этом в терминале начинают бежать декодированные сообщения



Если хочется видеть самолёты в табличном виде и одновременно передавать данные по сети, то выполняем команду

root@OpenWrt:~# dump1090 --interactive --metric --net

В качестве программы-клиента можно использовать Virtual Radar Server. Подключается без проблем, выдавая всю информацию о пролетающих самолётах.



Настроил автозапуск dump 1090 --net при загрузке маршрутизатора. Для этого подправил файл /etc/rc.local

# Put your custom commands here that should be executed once
# the system init finished. By default this file does nothing.
dump1090 --net
exit 0

Ну и напоследок самое вкусное — проверил возможность автономной работы. Организовал удаленную передачу данных на расстоянии 1.5 км: нашел помещение с видом из окна «куда нужно», правда, там не особо удачное местоположение в плане радиовидимости, зато далеко идти не нужно… Оборудование разместил на подоконнике. Антенный Wi-Fi — выход маршрутизатора подключил к самодельной «баночной» антенне. На другой стороне используется крутая направленная антенна California Amplifier с усилением 24dBi. Получилась вот такая экспериментальная ахтунг-конструкция:



Проверяю качество связи

root@OpenWrt:~# iwinfo

wlan0 ESSID: "******"
Access Point: 00:1B:11:87:D1:6C
Mode: Client Channel: 9 (2.452 GHz)
Tx-Power: 18 dBm Link Quality: 47/70
Signal: -63 dBm Noise: -95 dBm
Bit Rate: 54.0 MBit/s
Encryption: unknown
Type: nl80211 HW Mode(s): 802.11bgn
Hardware: unknown [Generic MAC80211]
TX power offset: unknown
Frequency offset: unknown
Supports VAPs: yes PHY name: phy0

Вечером потянулись китайские братья в эту свою Северную Америку.



Утром полетел на Сахалин Airbus A330 а/к Аэрофлот.



Система благополучно проработала двое суток: сбоев, глюков в процессе работы не заметил. Т.е. будем считать что приемный комплекс вполне работоспособен. Единственное — пока не могу найти хорошую позицию в плане обеспечения хорошей радиовидимости, поэтому о дальности и качестве приема выводы делать рано. Максимальная дальность приема составила 155 км. Ранее, когда проводил эксперименты с приемом ADS-B на донгл, заметил, что он уступает специализированным девайсам, таким как microADSB (100$) или RadarBox (500$): донгл принимает меньшее количество ADS-B сообщений, прием идёт как-то неуверенно. Но это и понятно — DVB-T донгл это все-таки простейший приемник, не имеющий даже входных полосовых фильтров, для более качественного приема еще нужно поиграться с усилением, установить фильтры. Однако в качестве первого ADS-B приемника вполне самое оно. Если кого зацепит эта тема, то поле для дальнейшего творчества есть.

А вообще в нашей местности не густо с самолётами, в западных регионах с этим веселее. Хотя есть один «плюс» — у нас реально выучить расписание всех полётов, воздушные трассы, а потом наводить понт, тыкая в небо и сообщая всем что это за самолёт и куда летит, ЧСВ при этом резко возрастает :) А однажды был случай когда находясь на природе, заметил борт летящий явно не по своему маршруту-времени, как потом выяснил, это был иностранный аварийный борт с отказавшим двигателем, он совершил вынужденную посадку в Японии.

Источник: http://vladikoms.livejournal.com/8330.html