Расширенный сквиттер что это

Мониторинг сигналов ADS-B (радарспоттинг) или как отслеживать самолеты. Мой FR24-радар T-UMGG2

Аббревиатура «ADS-B» расшифровывается так:
Automatic – не требует вмешательства пилота или внешнего запроса
Dependant – зависит от точных данных о положении и скорости от навигационной системы самолета (например, GPS)
Surveillance – предоставляет положение воздушного судна, высоту, скорость и другие данные наблюдения службам, которым требуется эта информация
Broadcast – информация передается для использования как воздушными судами, так и наземными службами

Воздушные суда оснащаются такими транспондерами ADS-B:

Вот так выглядят такие сигналы:

Приемник ADS-B In

Для приема я использовал RTL-SDR приемник с различными вариантами антенн

Антенны для приема сигналов ADS-B

Сначала я использовал штатную антенну от донгла:

Для улучшения качества приема антенна была расположена на металлическом кожухе от компьютерного блока питания, играющего роль заземляющей поверхности.
Также рекомендуется обрезать антенну до длины 67 мм.
Антенна была расположена внутри дома, у окна, поэтому полярная диаграмма дальности принимаемых сигналов получилась несимметричной (соответствует направлениям, видным из окна и не закрытым препятствиями):

Максимальное расстояние, на котором я смог принять сигнал ADS-B с этой антенной, составило 137 морских миль (nm). 1 морская миля равна 1852 м.

Сопротивление такой антенны также зависит от высоты подъема антенны над землей:

Я закрепил антенну над крышей дома:

Диаграмма (по статистике сервиса FR24) оказалась намного равномернее, чем в первом случае:

Вместо радиальных проводников можно использовать металлическую банку емкостью 330-350 миллилитров (диаметром 65 мм).

Максимальное расстояние, на котором я смог принять сигнал ADS-B с этой антенной, составило 188 морских миль (nm):

Альтернативой такой антенне служит антенна «$ <5 \lambda>\over 8$»:

Также можно построить двухэлементную коллинеарную антенну:

Трансляция на сервис FlightRadar24

Также можно организовать трансляцию информации о принимаемых ADS-B сигналах на сервис FlightRadar24 (FR24).

Для этого я использовал предлагаемую этим сервисом программу fr24feed:

Программа fr24feed при работе отображается в трее таким значком:

Мой радар получил код T-UMGG2:

Вблизи аэропорта Гомель располагается 5 радаров сервиса FR24:

За трансляцию данных сервис FR24 дарит пользователям уровень Business использования своего сервиса:

При перерыве в вещании уровень меняется на Gold:

Вот пример работы моего радара, отслеживающего борт EW-308PA:

Программа fr24feed для приема ADS-B-сообщений через RTL-SDR-приемник и их декодирования использует программу mr-dump1090:

При работе программы fr24feed я наблюдал такие сообщения в командном окне:

Число N показывает порядковый номер пинга (от 1).

синхронизация времени через NTP-сервер

Трафик, отправляемый программой за час работы, не превышает 1-2 МБайт.

Программа fr24feed при запуске открывает порт:

К этому порту можно подключиться с помощью стандартной утилиты telnet:

можно сохранять сообщения в текстовый файл.

Визуализация и протоколирование ADS-B данных

Для визуализации данных сначала я использовал программу Virtual Radar Server, в настройках приемника fr24feed которой следует указать:

формат сообщений: Basestation
адрес: 127.0.0.1
порт: 30003

Этот же приемник fr24feed следует указать как основной.

Эта программа позволяет отображать положение текущего отслеживаемого борта на Google Картах при обращении в браузере по адресу http://127.0.0.1/VirtualRadar/desktop.html#:

Но для использования карт необходимо получить и указать в программе ключ API.

Для индикации я использовал два светодиода, подключенных через преобразователь USB-COM:

Программа создает Web-сервер с открытым портом 80, при обращении к которого отображается текущая ситуация в зоне действия радара:

Слева отображается карта, на которой маркерами с порядковыми номерами отмечено положение отслеживаемых в данный момент воздушных судов.

Подробнее о регистрационных номерах воздушных судов можно прочитать здесь.

Для трансляции данных своего виртуального радара в Интернет я использую программу ngrok. Для просмотра текущей воздушной обстановки в зоне действия моего радара T-UMGG2 (в то время, когда я запускаю вещание в Интернет) можно обратиться в браузере по адресу http://radar.ngrok.foxylab.com:1976. Информация в окне браузера обновляется автоматически каждые 30 секунд.

Для прерывания работы программы необходимо нажать в командном окне программы сочетание клавиш CTRL—C.

Программу можно загрузить из репозитария на GitHub:
.

Предыдущие варианты моих программ:

Список интересных зафиксированных мной воздушных судов можно посмотреть здесь.

Следует отметить, что иногда транспондеры воздушных судов выдают неверные данные об их текущем местоположении.

В качестве примера я приведу случай с бортом Boeing 737-524 (рег. номер VP-BFW) авиакомпании UTair, выполнявшим 2 августа 2017 года рейс «Москва-Минск». Этот борт был направлен из-за погодных условий вместо Минска в Гомель:

В результате, по данным системы ADS-B самолет приземлился не в аэропорту Гомель, а в чистом поле :

Альтернативные декодеры ADS-B сигналов

Для декодирования принимаемых ADS-B сигналов также можно использовать программу rtl1090:

Эта программа выдает данные в TCP-порт 31001:

Продолжение следует

Источник

АЗН-В, или автоматическое зависимое наблюдение

Оригинальное название АЗН-В звучит так: ADS-B Automatic Dependent Surveillance-Broadcast.

ADS-B, или Автоматическое Зависимое Наблюдение в режиме Вещания (АЗН-В) — это технология, которая позволяет наземным службам управления воздушным движениям, а проще — диспетчеру, знать координаты воздушного судна, которое он сопровождает.

Каждое слово в аббревиатуре АЗН-В несет определенный смысл. Расплывчатое слово «наблюдение» (surveillance) означает, что диспетчер «наблюдает» за самолетом, и поэтому как минимум знает его координаты — местоположение на карте воздушной обстановки и высоту. В дополнение к этому, диспетчер из данных наблюдения получает бортовой номер самолета, а также дополнительную информацию, которую самолет может передать по каналу наблюдения.

Отличие АЗН-В от традиционных видов наблюдения, таких например как вторичный радиолокатор — ВРЛ (Secondary Surveillance Radar — SSR), или первичный радиолокатор — ПРЛ (Primary Surveillance Radar — PSR) заключается в том, что координаты борта не определяются наземными средствами, как это происходит в случае с радиолокаторами. Радиолокатор является независимым средством наблюдения, потому что определяет координаты самолета самостоятельно. В отличие от ВРЛ и ПРЛ, технология АЗН-В является зависимой. Это означает, что координаты самолет определяет свои координаты самостоятельно, с помощью бортового оборудования, и уже потом передает их наземным службам.

Каким образом борт определяет свои собственные координаты? Очень просто, с помощью спутникового приемника GPS. Полученные GPS приемником координаты, вместе с бортовым номером и другой информацией, передаются на землю.

То обстоятельство, что в определении координат воздушного судна мы вынуждены полагаться оборудование этого же судна, а не на наземное оборудование, делает наблюдение зависимым. При отказе средства определения координат — GPS наблюдение делается невозможным, чего не может произойти при использовании независимых средств наблюдения.

Как мы видим, технология АЗН-В сильно упрощает процедуру наблюдения. Все, что требуется — это приемник GPS на борту и средства передачи данных по радиолинии земля — борт. На земле не требуется никаких локаторов и радиомаяков — только принять данные по радиолинии и отобразить их диспетчеру.

На самом деле, радиолиния в случае вещательного (broadcast) АЗН не является двухточечной — с борта только до определенного наземного оборудования. Данные с борта передаются в широковещательном режиме на стандартной частоте 1090 МГц, и любой, у кого есть приемник этого диапазона и средства обработки данных в соответствии с протоколом АЗН, может получить координаты всех воздушных судов в зоне действия бортового передатчика 1090. Этим вещательное АЗН-В (ADS-Broadcast) отличается от контрактного АЗН-К (ADS-Contract), в котором сообщения передаются строго тому, для кого они предназначены.

Как организована радиолиния борт — земля, по которой передается координатная информация АЗН-В и другие данные? Используются две радиотехнологии передачи цифровых данных:

И в том и другом случае, обеспечивается передача цифровых данных с борта на наземное оборудование. На рабочих местах диспетчеров координатная информация комплексируется с другими данными наблюдения и отображается на индикаторах воздушной обстановки.

В соответствии с концепцией международной организации гражданской авиации ИКАО (ICAO), технология АЗН в перспективе должна заменить вторичные радиолокаторы — SSR.

Share the post «АЗН-В, или автоматическое зависимое наблюдение»

Источник

В своей простейшей форме «режим» или тип запроса обычно определяется интервалом между двумя или более импульсами запроса. Существуют различные режимы от режима 1 до 5 для использования в военных целях, до режима A, B, C и D и режима S для гражданского использования.

Содержание

Режимы допроса

Для авиационных транспондеров стандартизировано несколько различных протоколов радиочастотной связи :

Режим А

Когда транспондер получает запрос на опрос, он передает сконфигурированный код транспондера (или » код крика «). Это называется «режимом 3A» или, чаще, режимом A. Отдельный тип ответа, называемый «Ident», может быть инициирован с самолета путем нажатия кнопки на панели управления транспондером.

Режим A с режимом C

Режимы A и C используются, чтобы помочь авиадиспетчерам определить местоположение и высоту конкретного воздушного судна на экране радара, чтобы сохранить эшелонирование.

Режим S

Особенности режима S

24-битный адрес ИКАО

В качестве примера ниже приведен 24-битный адрес ИКАО, присвоенный самолету- перевозчику с регистрацией N905NA:

Это все тот же 24-битный адрес самолета-перевозчика, представленный в разных системах счисления (см. Выше).

Проблемы с транспондерами режима S

Проблема с транспондерами режима S возникает, когда пилоты вводят неправильный идентификационный код полета в транспондер режима S. В этом случае возможности БСПС II и ВОРЛ режима S могут ухудшиться.

Расширенный сквиттер

В 2009 году ИКАО опубликовала «расширенную» форму режима S с большим количеством форматов сообщений для использования с ADS-B ; в 2012 году он был дополнительно доработан. Страны, внедряющие ADS-B, могут потребовать использования либо расширенного режима самогенерируемого сигнала соответственно оборудованного транспондера режима S, либо транспондера UAT на 978 МГц.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Описание

Используя «ADS-B Out», каждый самолет периодически передает информацию о себе, такую ​​как опознавание, текущее положение, высоту и скорость, через бортовой передатчик. ADS-B Out предоставляет авиадиспетчерам информацию о местоположении в режиме реального времени, которая в большинстве случаев является более точной, чем информация, доступная в существующих радиолокационных системах. Имея более точную информацию, УВД сможет определять местоположение и разделять воздушные суда с улучшенной точностью и синхронизацией.

Преимущества

ADS-B предоставляет много преимуществ как пилотам, так и диспетчерам УВД, повышая как безопасность, так и эффективность полета.

В отличие от некоторых альтернативных погодных услуг в полете, которые в настоящее время предлагаются на коммерческой основе, в США не будет взиматься абонентская плата за использование услуг ADS-B или их различных преимуществ. Владелец самолета оплатит оборудование и установку, а Федеральное управление гражданской авиации (FAA) оплатит администрирование и трансляцию всех услуг, связанных с этой технологией.

Безопасность

Даже воздушные суда, оснащенные только ADS-B Out, выиграют от способности авиадиспетчеров более точно и надежно отслеживать свое местоположение. При использовании этой системы и пилоты, и диспетчеры будут видеть одну и ту же радиолокационную картинку. Другие полностью оборудованные самолеты, использующие воздушное пространство вокруг них, смогут легче идентифицировать и избегать конфликта с самолетом, оснащенным ADS-B Out. С помощью прошлых систем, таких как система предупреждения о дорожном движении и предотвращения столкновений (TCAS), самолет мог видеть только другие летательные аппараты, оснащенные той же технологией. С ADS-B информация отправляется на самолет с помощью ADS-B In, который отображает все воздушные суда в зоне, если они оснащены ADS-B Out. ADS-B обеспечивает лучшее наблюдение в периферийных зонах радиолокационного обзора. ADS-B не имеет ограничений по размещению, как у радара. Его точность неизменна во всем диапазоне. В обеих формах ADS-B (1090ES и 978 МГц UAT) отчет о местоположении обновляется один раз в секунду. UAT 978 МГц предоставляет информацию за одну короткую передачу. Система 1090ES случайным образом передает два различных типа отчетов о местоположении (четное / нечетное). Для однозначного декодирования местоположения необходим один отчет о местоположении обоих видов или ближайшая опорная позиция.

ADS-B обеспечивает повышенную безопасность, обеспечивая:

Эффективность

Технология ADS-B обеспечивает более точный отчет о местоположении самолета. Это позволяет диспетчерам направлять воздушные суда в и из переполненного воздушного пространства с меньшими стандартами эшелонирования, чем это было ранее безопасно. Это сокращает количество времени, которое воздушное судно должно тратить на ожидание разрешений, направление на интервалы и ожидания. Оценки показывают, что это уже оказывает благотворное влияние на сокращение загрязнения и расхода топлива.

Улучшение пропускной способности

ADS-B позволяет увеличить пропускную способность и эффективность, поддерживая:

Другие приложения

Отображение информации о дорожной обстановке в кабине пилота

В дополнение к трафику, основанному на отчетах ADS-B, функция CDTI может также отображать текущие погодные условия, местность, структуру воздушного пространства, препятствия, подробные карты аэропорта и другую информацию, относящуюся к конкретному этапу полета.

Предотвращение столкновений в воздухе

ADS-B рассматривается как ценная технология для улучшения работы бортовых систем предотвращения столкновений (БСПС). Включение ADS-B может дать такие преимущества, как:

В конце концов, функция БСПС может быть обеспечена исключительно на основе ADS-B, не требуя активных запросов других приемоответчиков воздушного судна.

Другие приложения, которые могут получить выгоду от ADS-B, включают:

Риск безопасности

Самолеты только с транспондером или вообще без транспондера отображаться не будут. Таким образом, пилоты, которые становятся самодовольными или чрезмерно самоуверенными в этой системе, представляют собой проблему безопасности не только для них самих, но и для других самолетов, использующих только транспондер, и самолетов-планеров без транспондера ADS-B.

Самолеты- планеры часто используют систему FLARM для предотвращения столкновений с другими самолетами-планерами, но эта система несовместима с ADS-B. Таким образом, воздушные суда с ADS-B, но без FLARM представляют угрозу безопасности для планеров с FLARM, но без ADS-B, и наоборот. По этой причине некоторые самолеты, например те, которые используются для буксировки планеров, имеют транспондеры FLARM и ADS-B.

Теория Операции

Система ADS-B состоит из трех основных компонентов: 1) наземная инфраструктура, 2) бортовой компонент и 3) эксплуатационные процедуры.

Источник вектора состояния и другой передаваемой информации, а также пользовательские приложения не считаются частью системы ADS-B.

Физический слой

Приемопередатчик универсального доступа (UAT)

Расширенный сквиттер 1090 МГц

С 1090 ES существующий транспондер режима S ( TSO C-112 или автономный передатчик 1090 МГц ) поддерживает тип сообщения, известный как сообщение расширенного сквиттера. Это периодическое сообщение, которое содержит информацию о местоположении, скорости, времени и, в будущем, намерении. Базовая ES не предлагает намерения, поскольку текущие системы управления полетом не предоставляют такие данные (называемые точками изменения траектории). Чтобы позволить воздушному судну отправлять расширенное сквиттерное сообщение, транспондер модифицируется (TSO C-166A), и на транспондер направляется информация о местоположении воздушного судна и другая информация о состоянии. Наземные станции УВД и воздушные суда, оснащенные системой предотвращения столкновений (TCAS), уже имеют необходимые приемники с полосой пропускания 1090 МГц (режим S) для приема этих сигналов, и потребуются только усовершенствования для приема и обработки дополнительной расширенной информации сквиттера. Согласно решению FAA о соединении ADS-B и техническим стандартам соединения, 1090 ES не поддерживает услугу FIS-B.

Связь с обзорным радаром

РЛС первичного наблюдения не требует взаимодействия с самолетом. Это надежно в том смысле, что виды отказов при наблюдении ограничиваются теми, которые связаны с наземной радиолокационной системой. Вторичный обзорный радар зависит от активных ответов от самолета. Его режимы отказа включают транспондер на борту самолета. Типичные установки ADS-B на самолетах используют выход навигационного блока для навигации и для совместного наблюдения, создавая общий режим отказа, который необходимо учитывать в системах наблюдения за воздушным движением.

Излучаемый луч становится шире по мере увеличения расстояния между антенной и самолетом, что снижает точность информации о местоположении. Кроме того, для обнаружения изменений скорости самолета требуется несколько разверток радара с интервалом в несколько секунд. Напротив, система, использующая ADS-B, создает и прослушивает периодические отчеты о местоположении и намерениях с самолетов. Эти отчеты создаются на основе навигационной системы самолета и распространяются по одному или нескольким каналам передачи данных ADS-B. Точность данных больше не зависит от местоположения самолета или продолжительности времени между поисковыми сигналами радара. (Тем не менее, мощность сигнала, полученного от самолета на наземной станции, по-прежнему зависит от расстояния от самолета до приемника, и помехи, препятствия или погода могут снизить целостность принятого сигнала в достаточной степени, чтобы предотвратить цифровую передачу сигнала. данные от декодирования без ошибок.Когда самолет находится дальше, более слабый принимаемый сигнал будет больше подвержен влиянию вышеупомянутых неблагоприятных факторов и с меньшей вероятностью будет принят без ошибок. Обнаружение ошибок позволит распознать ошибки, поэтому система поддерживает полную точность независимо от местоположения самолета, когда сигнал может быть получен и декодирован правильно. Это преимущество не означает полного безразличия к дальности полета самолета от наземной станции.)

Связь с ADS-A / ADS-C

Существует два общепризнанных типа ADS для авиационных приложений:

ADS-A основан на согласованных одноранговых отношениях между воздушным судном, предоставляющим информацию ADS, и наземным средством, требующим получения сообщений ADS. Например, отчеты ADS-A используются в будущей аэронавигационной системе (FANS), использующей бортовую систему адресации и передачи сообщений (ACARS) в качестве протокола связи. Во время полета над зонами без радиолокационного покрытия, например над океаном и полярными водами, отчеты периодически отправляются воздушным судном в контролирующий район воздушного движения.

Задержка передачи, вызванная протоколом или спутниками, достаточно значительна, чтобы требовать значительного эшелонирования воздушных судов. Стоимость использования спутникового канала снижает частоту обновлений. Другой недостаток заключается в том, что никакое другое воздушное судно не может извлечь выгоду из передаваемой информации, поскольку информация ACARS не ретранслируется с наземных средств на другие воздушные суда.

Каналы восходящей связи TIS – B получены из лучших доступных источников наземного наблюдения:

Услуга многоканального шлюза

Услуга многоканального шлюза является дополнением к TIS-B для обеспечения взаимодействия между различными воздушными судами, оснащенными 1090ES или UAT, с использованием наземных ретрансляционных станций. Эти самолеты не могут напрямую обмениваться данными ADS-B воздух-воздух из-за разных частот связи. В зонах аэродрома, где используются оба типа линии связи ADS-B, наземные станции ADS-B / TIS-B используют радиопередачу «земля-воздух» для ретрансляции отчетов ADS-B, полученных по одному каналу, на воздушные суда, использующие другой канал.

Хотя многозвенная связь «решает» проблему тяжелых авиалайнеров, работающих на одной частоте, по сравнению с легкими самолетами, двухчастотный характер системы имеет несколько потенциальных проблем:

Из-за проблем с многоканальным подключением многие производители ADS-B проектируют системы ADS-B как двухчастотные.

Полетно-информационное обслуживание-вещание (FIS-B)

FIS-B предоставляет текст погоды, графики погоды, NOTAM, ATIS и аналогичную информацию. FIS-B по своей сути отличается от ADS-B тем, что требует источников данных, внешних по отношению к воздушному судну или радиовещательному устройству, и имеет другие требования к характеристикам, такие как периодичность трансляции.

В США услуги FIS-B будут предоставляться по линии UAT в районах, где есть инфраструктура наземного наблюдения.

В Соединенных Штатах

ADS-B является неотъемлемой частью запланированной модернизации воздушного пространства NextGen и позволит улучшить видимость самолетов при более низких общих затратах, чем раньше. Оборудование ADS-B соответствует одному из двух наборов государственных стандартов США: DO-260B и DO-282B.

Самолеты, выполняющие полеты в Соединенных Штатах в классах воздушного пространства, перечисленных ниже, должны иметь оборудование, обеспечивающее передачу ADS-B Out.

Нет такого мандата для ADS-B In, который получает данные и передает их на дисплеи в кабине экипажа. Требования FAA к воздушному пространству намеренно исключают некоторое воздушное пространство, которое часто используется авиацией общего назначения.