Projekt:ADS-B Spanner

ADS-B Sekundärradar mit USB TV Stick von Hendrik

Beschrieben wird ein Aufbau mit einem USB-TV-Stick, der den Empfang von Flugzeug-Positionsdaten im ADS-B System ermöglicht. Zutaten: Linux-PC, TV-Dongle, Software, ca. 20 Minuten plus Makezeit...

Wo sind Sie, und warum sagen Sie mir das?

Meine Tochter sieht gerne Flugzeuge. Ich bastel gerne. Also habe ich was gebastelt, was die Position von Flugzeugen anzeigt, damit ich Ihr welche zeigen kann.

Viele (nicht zwangsläufig alle) Flugzeuge besitzen Sekundärradar-Transponder, das sind Geräte die auf eine per Funk ankommende Abfrage mit einem Datenpaket antworten, daß mindestens eine Transpondernummer, aber manchmal eben auch eine Position melden. Die kommt nicht nur beim abfragenden Sekundärradar an, sondern bei jedem der zuhört. Manche tun es einfach so, darum das B in ADS-B, wie broadcast.

Das Flugzeug sendet bei 1090 MHz. Diese Frequenz liegt in den Frequenzbereichen, die günstige DVB-T Dongles empfangen können. Jetzt kommt der Einwand, das das Flugzeug kein Video als DVB-T sendet.... stimmt.

Einen solchen Aufbau hatte ich vor dem Umzug laufen, eine Neuauflage ist wegen des Umzug notwendig.

Antenne

Eine Antenne für diesen Frequenzbereich kann man im einfachsten Fall durch geschicktes Abmanteln eines Koaxkabel und zurückfalten des Schirmgeflechts, so daß der Innenleiter und der Schirm die Dipolhälften ergeben, erstellen. Für die Längenermittlung hilft uns lambda=c/f, vereinfacht zu lambda[m]=300/f[MHz], also hier 27.5 cm. Die beiden Dipolhälften sollen für 50 Ohm Impedanz am Speisepunkt eine Länge von 1/4 der Wellenlänge haben, also 68mm. Dazu kommt ein Verkürzungsfaktor der lt. Lehrbuch vom Schlankheitsgrad der Antenne abhängig und damit berechenbar ist, aber da kommt dann noch diverses anderes aus der Umwelt hinzu..... darum verwenden wir den Pauschalbetrag von 0.95. Macht am Ende 65mm Strahlerlänge

Der Debugmode von DVB-T Dongles

DVB-T Dongles haben häufig einen Chipsatz von Realtek, bei dem jemand einen Debugmodus entdeckt hat, in dem man einfach eine Frequenz abstimmen kann und Rohdaten empfängt, die nicht durch eine DVB-T Vordecodierung liefen. Fleißige Programmierer haben daraufhin Software erstellt, die damit "gewöhnliche" Nicht-DVB-T Empfänger realisiert haben. So kann man FM, AM, und diverse Digitalmodi demodulieren. Das ganze läuft unter dem Begriff "software defined radio", kurz sdr.

Der Chipsatz besteht aus einem Tuner, welcher den zu empfangenden Frequenzbereich auf eine niedrigere Frequenz herabmischt, und dem Verarbeitungs-Chip, der vorne einen/zwei Analog-Digital-Wandler besitzt und hinten USB ausgibt. Eben entweder etwas vorverarbeitetes oder das Rohsignal, auf das wir scharf sind.

Für den Realtek-Chipsatz gibt es http://rtlsdr.org/

Unter Debian und Derivaten können die Softwarepakete "rtl-sdr" und "librtlsdr-dev" installiert werden.

Ob der Dongle funktioniert und welchen Frequenzbereich er erfasst kann man mittels des mitgelieferten Tools rtl_test -t feststellen. Mit rtl_test -s <samplerate> kann man die maximal Mögliche Samplerate erproben.

Sobald man das Antennensignal auf diese Art und Weise im PC hat, kann man da so einiges extrahieren, z.B. Multimodemempfänger mit GNURADIO bauen.

Linux-Decoder und Server

Es gibt eine Software, die mittels des DVB-T Stick im Debugmodus die oben zitierten Aussendungen decodiert und lokal als Liste darstellt, aber es gibt auch die Variante einen Webserver darzustellen, der die Flugzeugposition in einer Karte anzeigt.

https://github.com/antirez/dump1090

Die kann man entweder als ZIP von Ihrer Projektseite beziehen oder per GIT runterholen. Mit einem make wird etwas draus.

wenn man das Programm

dump1090

in der Kommandozeile nun startet, kriegt man, sofern etwas empfangen wird, den Inhalt jener empfangenen Pakete angezeigt, Kommt da nix, ist es schlecht.

Wesentlich eindrucksvoller wird es, wenn man

dump1090 --net

startet. Dann kriegt man in der Konsole wieder nur den Inhalt der Empfangenen Daten. Allerdings läuft jetzt ein Webserver unter Standardport 8080, mit dem man, sofern die Koordinaten gemeldet sind, die Flugzeugposition auf einer Google Maps Karte angezeigt kriegt.

Bei den Empfangsversuchen am SDR-Workshop am 29. Januar mit einer Behelfsantenne wurden viele Flugzeuge im Großraum Untermain-Frankfurt gesehen, aber auch Flugzeuge über Giessen,Herborn,Siegen bis hinter Wuppertal.

Bilder

[tbd]