Uwaga: Ten wpis ma nowszą wersję – nowe wersje programów i znacznie ułatwiona instalacja: https://blog.jokielowie.com/en/2017/01/sledzimy-samoloty-cz-2-ads-b-i-mlat-najtanszy-odbiornik-dla-flightaware-oraz-flightradar-24/.

Poprzednio podzieliłem się z Wami hobbystycznym komputerem Raspberry Pi za przysłowiowe grosze. O ile sami jeszcze nie uczycie się na nim Pythona, albo nie gracie w Minecraft – albo nawet lepiej – już się tym znudziliście, mam dla was połączenie kilku innych hobby, a wszystko to dzięki doposażeniu naszego Pi w odbiornik/dongle DVB-T/DAB. Celem jest uzyskanie bardzo taniej platformy do odbioru i przekazywania informacji o przelatujących samolotach – dla siebie i dla Flight Radar 24, za co dostaniemy darmowy dostęp do wersji premium. Zanim przejdziemy do techniki – o jakie hobby chodzi ?

• spotting – czyli fotografowanie samolotów rejsowych nad naszymi głowami, lecących na RNAV. Aby fotografować należy wiedzieć kiedy nadlecą, oczywiście wiedzieć też KTO leci
• odbiór sygnałów radiowych – analogowych i cyfrowych i odpowiednia ich demodulacja/interpretacja, więcej za chwilę
• wykreślanie na mapie aktualnie przelatujących samolotów i udostępnianie tego w sieci lokalnej lub internecie
• odbieranie zwykłego radia analogowego
• słuchanie transmisji z CB radia, TAXI
• śledzenie projektów stratosferycznych/kosmicznych – a więc nasłuch transmisji z balonów jakie są wypuszczane przez koła naukowe lub hobbystów
• jeśli blisko lotniska – komunikacji z wieżą, kontrolą podchodzenia etc. (LiveATC.net)
• słuchanie dowolnej transmisji z przedziału 50MHz – 2GHz, demodulacja danych cyfrowych
• przesyłanie danych do FlightRadar24 celem poszerzenia zasięgu działania usługi oraz uzyskania dostępu do portalu Premium tegoż

Jak widać ma to wiele wspólnego z HAM Radio, krótkofalarstwem i „modelarstwem”. Przed erą Internetu popularne, potem zapomniane – dziś dzięki łatwemu dostępowi do elektroniki hobbystycznej – przeżywającej często drugą młodość. Niemniej pamiętajmy, że nie NADAJEMY, a więc nie potrzebujemy licencji krótkofalarskiej, nie musimy też stawiać nadajników. Czy potrzebujemy więc specjalistycznego sprzętu ? Nie! Dzięki pracom nad sterownikami do dongle z chipsetem Realtek’a (DVB-T, DAB czy FM) na USB Antti Palosaari, odkrył że pozwalają one przekazać dowolną transmisję radiową, tak aby ją odpowiednio zinterpretować na komputerze – innymi słowy pozwalają na demodulację odebranego z dowolnej częstotliwości sygnału przez oprogramowanie (aplikację).

Lista sprzętu:

• Raspberry Pi – model B z 256 lub 512MB RAM – najlepsza jest wersja z portem Ethernet
• Dongle DVB-T/USB – tuner USB do odbioru DVB-T. Preferujemy te z tunerem Eltronics 4000 (E4000). Można testować dowolne, ale wymagany jest chip RTL2832U na donglu.
• opcjonalnie – kawałek miedzianego drutu, lutownica oraz akcesoria aby uzyskać lepszą odbiór na bardziej dostosowanej do naszych potrzeb antenie

 

Dongle DVB-T – możemy znaleźć wiele na Allegro, Ebay czy też stacjonarnych sklepach, ważne aby posiadał odpowiedni tuner. Jednym z najlepszych i najtańszych jest ten model ($13 z wliczoną przesyłką): http://dx.com/p/rtl2832u-r820t-mini-dvb-t-dab-fm-usb-digital-tv-dongle-black-170541. W komentarzach znajdziecie aktualne oferty z innych źródeł.

Konfiguracja oprogramowania i sprzętu

• upewniamy się, że nasz Rasbian pracuje z jądrem co najmniej 3.6.11+. Wydajemy komendę:
  
  root@raspberrypi:~# uname -a

  1	root@raspberrypi:~# uname -a

  
  Powinna ona zwrócić:
  
  Linux raspberrypi 3.6.11+ #385 PREEMPT Fri Mar 1 21:53:22 GMT 2013 armv6l GNU/Linux.

  1	Linux raspberrypi 3.6.11+ #385 PREEMPT Fri Mar 1 21:53:22 GMT 2013 armv6l GNU/Linux.

  
  Jeśli mamy starsze jądro systemu – w prosty sposób uaktualniamy je przez komednę:
  
   root@raspberrypi:~# rpi-update.

  1	root@raspberrypi:~# rpi-update.

  
  Po ponownym uruchomieniu powinniśmy już mieć najnowsze jądro
• Włączamy naszego dongla do portu USB. Od
  
  root@raspberrypi:~# dmesg | grep RTL

  1	root@raspberrypi:~# dmesg | grep RTL

  
  powinniśmy otrzymać:
  
  [    3.452787] usb 1-1.3: Product: RTL2838UHIDIR.

  1	[    3.452787] usb 1-1.3: Product: RTL2838UHIDIR.

  
  Oznacza to, że nasz dongle został rozpoznany. Nie zapomnijmy podłączyć owej małej anteny dostarczanej z urządzeniem i umieścić jej w pobliżu okna (jeśli możemy nawet na balkonie, podstawka anteny jest magnetyczna). Na załączonym „patyku” powinniśmy odebrać transmisję w granicach 50 do nawet 80km od naszej lokalizacji. Częstotliwość transponderów ADS-B 1090MHz jest dość mocno tłumiona, przy zachmurzeniu zasięg może zmniejszyć się do 30-40km. Na początek taka antena wystarczy, ale potem warto zagadnąć znajomego krótkofalowca – jak powinna wyglądać antena aby odbierać dane w promieniu do nawet 200km. Przygotujcie się na terminy takie jak impedancja oraz Ohm.
• Instalujemy kilka pakietów potrzebnych do skompilowania programów służących do dekodowania wiadomości z ADS-B:
  
  sudo apt-get install cmake build-essential git libusb-1.0-0-dev pkg-config

  1	sudo apt-get install cmake build-essential git libusb-1.0-0-dev pkg-config

• Teraz pobieramy dzięki git pakiet rtl-sdr. Podobnie jeśli jest to Gentoo, Ubuntu czy ArchLinux. Dla Rasbian wydajemy kolejno komendy:
  
  sudo su - git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git mkdir rtl-sdr/build cd rtl-sdr/build cmake ../ make make install ldconfig exit

  1 2 3 4 5 6 7 8 9

  sudo su - git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git mkdir rtl-sdr/build cd rtl-sdr/build cmake ../ make make install ldconfig exit

• Ponieważ większość nowych jąder posiada już sterowniki do popularnych dongli DVB-T prawie z pewnością trzeba będzie utworzyć plik, który zapobiegnie wczytaniu sterowników dla trybu odbioru DVB, ponieważ my chcemy użyć trybu bezpośredniej komunikacji z urządzeniem. W tym celu należy stworzyć plik:
  
  /etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf

  1	/etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf

  
  który informuje system o zablokowaniu ładowania następujących modułów przy uruchamianiu systemu:
  
  sudo echo "blacklist dvb_usb_rtl28xxu" > /etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf sudo echo "blacklist rtl2832" >>/etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf sudo echo "blacklist rtl2830" >>/etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf

  1 2 3

  sudo echo "blacklist dvb_usb_rtl28xxu" > /etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf sudo echo "blacklist rtl2832" >>/etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf sudo echo "blacklist rtl2830" >>/etc/modprobe.d/rtl_sdr-blacklist.conf

• Aby nie komplikować – sugeruję teraz ponowne uruchmienie Raspberry Pi:
  
  sudo reboot

  1	sudo reboot

• Kompilacja może, ale nie musi się powieść (użyjcie komentarzy) – jeśli tak testujemy czy rtl_sdr poprawnie potrafi korzystać z naszego dongla: rtl_test:
  
  pi@raspberrypi ~ $ rtl_test 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 Reading samples in async mode...

  1 2 3 4 5 6 7 8

  pi@raspberrypi ~ $ rtl_test 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 Reading samples in async mode...

• Jeśli wreszcie działa – odkładamy rtl_sdr na półkę i pobieramy następny program służący do interpretowania i wyświetlania danych z przelatujących samolotów, autora Salvatore Sanfilippo – dump1090:
  
  sudo su - git clone git://github.com/antirez/dump1090.git cd dump1090 make sudo cp dump1090 /usr/bin exit

  1 2 3 4 5 6

  sudo su - git clone git://github.com/antirez/dump1090.git cd dump1090 make sudo cp dump1090 /usr/bin exit

• Teraz wystarczy już tylko wydać
  
  /usr/bin/dump1090 --interactive --net

  1	/usr/bin/dump1090 --interactive --net

  
  które, jeśli antena poprawnie odbiera sygnał, powinno pokazać podobną tabelę:
  
  Hex Flight Altitude Speed Lat Lon Track Messages Seen . -------------------------------------------------------------------------------- 47340d WZZ106 37000 458 50.794 16.537 103 184 0 sec 3c56ab CLS203 38025 449 49.975 17.407 274 303 2 sec 47340e WZZ52N 36000 446 50.651 17.662 340 1064 0 sec

  1 2 3 4 5

  Hex    Flight   Altitude  Speed   Lat       Lon       Track  Messages Seen . -------------------------------------------------------------------------------- 47340d WZZ106   37000     458     50.794    16.537    103   184       0 sec 3c56ab CLS203   38025     449     49.975    17.407    274   303       2 sec 47340e WZZ52N   36000     446     50.651    17.662    340   1064      0 sec

• Tak więc ciągu kilku minut można już uzyskać niezły efekt na dostarczonej do dongla antenie!

Dostęp do Flight Radar Premium.

• Wystarczy pobrać na Raspberry program fr24feed_arm-le_225s. Jeśli nie masz jeszcze klucza, który Cię identyfikuje, to należy się zarejestrować. Po uzyskaniu klucza wstaw go w miejsce TUWPISZKLUCZ:
  
  export FR24AUTHIP=83.140.247.20 fr24feed_arm-le_225s --fr24key=TUWPISZKLUCZ

  1 2	export FR24AUTHIP=83.140.247.20 fr24feed_arm-le_225s --fr24key=TUWPISZKLUCZ

• Prawidłowe działanie programu dla FlightRadar wygląda tak:
  
  [i]sent 1 planes in 1 packets [n]pinging the server [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

  [i]sent 1 planes in 1 packets [n]pinging the server [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets [i]sent 1 planes in 1 packets

• W tej chwili możemy już cieszyć się dostępem do FlightRadar Premium! dump1090 obsługuje jednocześnie zarówno klienta na Raspberry PI jak i naszego Virtual Radar.

Automatyczny start programów

• Pozostaje jeszcze upewnić się, że programy wystartują po ponownym uruchomieniu Rasbperry Pi, oraz będą także nadzorowane. W tym celu należy zainstalować program screen:
  
  sudo apt-get install screen

  1	sudo apt-get install screen

  
  Następnie edytujemy plik cron dla użytkownika pi. Crond pozwala na cykliczne uruchamianie poleceń, w tym przypadku co minutę będziemy badać czy nasze programy działają. Do każdego z nich będzie można dostać się poprzez screen:
  Wydajemy na konsoli:
  
  crontab -e

  1	crontab -e

  
  a następnie wpisujemy w edytorze:
  
  #FR24AUTHIP=83.140.247.20 */1 * * * * if [ `/bin/ps a | /bin/grep dump1090 | /bin/grep -v grep | wc -l` -gt 0 ]; then echo "dump1090 dziala"; else screen -dmS dump1090 dump1090 --interactive --net --interactive-rows 5; fi > /home/pi/dump1090.log 2>&1 */1 * * * * if [ `/bin/ps a | /bin/grep fr24feed_arm-le_233 | /bin/grep -v grep | wc -l` -gt 0 ]; then echo "fr24feed_arm-le_233 dziala"; else screen -dmS fr24feed /usr/local/bin/fr24feed_arm-le_233 --fr24key=WPISZ_SWOJ_KLUCZ ---lattitude=WPISZ --longitude=WPISZ; fi > /home/pi/fr24arm-le.log 2>&1

  1 2 3

  #FR24AUTHIP=83.140.247.20 */1 * * * * if [ `/bin/ps a | /bin/grep dump1090 | /bin/grep -v grep | wc -l` -gt 0 ]; then echo "dump1090 dziala"; else screen -dmS dump1090 dump1090 --interactive --net --interactive-rows 5; fi > /home/pi/dump1090.log 2>&1 */1 * * * * if [ `/bin/ps a | /bin/grep fr24feed_arm-le_233 | /bin/grep -v grep | wc -l` -gt 0 ]; then echo "fr24feed_arm-le_233 dziala"; else screen -dmS fr24feed /usr/local/bin/fr24feed_arm-le_233 --fr24key=WPISZ_SWOJ_KLUCZ ---lattitude=WPISZ --longitude=WPISZ; fi > /home/pi/fr24arm-le.log 2>&1

Wizualizacja danych na własnym komputerze – Virtual Radar

• Co zrobić aby na własnym komputerze zobaczyć na mapie pozycje samolotów na podstawie odebranych danych ? Jest kilka programów, jednym z najlepszych na początek jest VirtualRadar, pracujący w .NET 3.5 w Windows oraz z mono na Linuksie. Pobieramy i instalujemy
• Konfigurujemy protokół na BaseStation, natomiast w opcjach sieciowych wpisując adres naszego Raspberry Pi (tutaj jest to 10.0.0.212), oraz pozostawiają domyślny port 30003.
• VirtualRadar wyniki prezentuje na stronie WWW, a więc uruchamiamy przeglądarkę i wpisujemy http://127.0.0.1:8080/VirtualRadar/GoogleMap.htm