{"id":96636,"date":"2020-10-13T07:42:45","date_gmt":"2020-10-13T05:42:45","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio"},"modified":"2020-10-13T07:42:45","modified_gmt":"2020-10-13T05:42:45","slug":"opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/administrirovanie\/opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio","title":{"rendered":"Determinando la direcci\u00f3n hacia el aeropuerto usando RTL-SDR y GNU Radio","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\u00a1Hola, Habr!<\/p>\n

Actualmente, no existen muchos est\u00e1ndares de comunicaci\u00f3n que, por un lado, sean curiosos e interesantes, y, por otro lado, su descripci\u00f3n no ocupe 500 p\u00e1ginas en formato PDF. Uno de estos est\u00e1ndares, que es f\u00e1cil de decodificar, es la se\u00f1al VHF Omni-directional Radio Beacon (VOR), utilizada en la aeron\u00e1utica.<\/p>\n

\"Determinando
\nVOR Beacon (c) wikimedia.org<\/i><\/p>\n

Para empezar, una pregunta para los lectores: \u00bfc\u00f3mo formar una se\u00f1al de tal manera que, con una antena receptora no direccional, se pueda determinar la direcci\u00f3n? La respuesta est\u00e1 debajo.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Informaci\u00f3n General<\/h2>\n

\nSistema Very High Frequency Omni-directional Range<\/a><\/noindex> (VOR) se ha utilizado para la aeron\u00e1utica desde los a\u00f1os 50 del siglo pasado y consiste en balizas de radio de relativamente corto alcance (100-200 km), que operan en la banda de frecuencias de VHF de 108-117 MHz. Ahora, en la era de los gigahercios, el t\u00e9rmino very high frequency aplicado a estas frecuencias suena divertido y ya habla por s\u00ed mismo de la antig\u00fcedad<\/i> de este est\u00e1ndar, pero, por cierto, a\u00fan funcionan las balizas NDB<\/a><\/noindex>, que operan en la banda de ondas medias de 400-900 kHz. <\/p>\n

Colocar una antena direccional en un avi\u00f3n es estructuralmente inc\u00f3modo, por lo que surgi\u00f3 la tarea de c\u00f3mo codificar la informaci\u00f3n sobre la direcci\u00f3n hacia la baliza en la se\u00f1al misma. El principio de operaci\u00f3n puede explicarse \u00aben t\u00e9rminos simples\u00bb de la siguiente manera. Imaginemos que tenemos una baliza com\u00fan, que env\u00eda un haz estrecho de luz verde, cuya l\u00e1mpara gira 1 vez por minuto. Es obvio que una vez por minuto veremos un destello de luz, pero un solo destello no transmite mucha informaci\u00f3n. Agreguemos a la baliza una segunda no direccional<\/i> una l\u00e1mpara de color rojo que parpadea en el momento en que el haz del faro \"pasa\" hacia el norte. Dado que el per\u00edodo de los destellos y las coordenadas del faro son conocidos, al calcular el retraso entre los destellos rojos y verdes, se puede determinar el azimut hacia el norte. Todo es sencillo. Solo queda hacer lo mismo, pero con la ayuda de radio. Esto se logr\u00f3 mediante cambios de fase. Se utilizan dos se\u00f1ales para la transmisi\u00f3n: la fase de la primera es constante (referencia), la fase de la segunda (variable) cambia de manera compleja dependiendo de la direcci\u00f3n de emisi\u00f3n: a cada \u00e1ngulo le corresponde un desplazamiento de fase espec\u00edfico. De esta forma, cada receptor recibir\u00e1 una se\u00f1al con su propio desplazamiento de fase, proporcional al azimut hacia el faro. La tecnolog\u00eda de \"modulaci\u00f3n espacial\" se realiza con la ayuda de una antena especial (Alford Loop, ver KDPV) y una modulaci\u00f3n particular, bastante ingeniosa. Que es, de hecho, el tema de este art\u00edculo.<\/p>\n

Imaginemos que tenemos un faro legacy com\u00fan, operando desde los a\u00f1os 50, que transmite se\u00f1ales en modulaci\u00f3n AM convencional utilizando el c\u00f3digo Morse. Probablemente, hace mucho tiempo, el navegante realmente escuchaba esas se\u00f1ales con auriculares y marcaba las direcciones con una regla y un comp\u00e1s en el mapa. Queremos agregar nuevas funciones a la se\u00f1al, pero de tal manera que \"no rompa\" la compatibilidad con los antiguos. El tema es familiar, nada nuevo... Se realiz\u00f3 de la siguiente manera: se a\u00f1adi\u00f3 un tono de 30 Hz de baja frecuencia a la se\u00f1al AM, que cumple la funci\u00f3n de se\u00f1al de fase de referencia, y un componente de alta frecuencia, codificado mediante modulaci\u00f3n de frecuencia a 9.96 kHz, que transmite la se\u00f1al de fase variable. Al aislar las dos se\u00f1ales y comparar las fases, obtenemos el \u00e1ngulo requerido de 0 a 360 grados, que es el azimut deseado. Adem\u00e1s, todo esto no interfiere con la escucha del faro \"de la manera habitual\" y sigue siendo compatible con las antiguas receptores AM. <\/p>\n

Pasemos de la teor\u00eda a la pr\u00e1ctica. Activemos el receptor SDR, elijamos la modulaci\u00f3n AM y un ancho de banda de 12 kHz. Las frecuencias de los faros VOR se pueden encontrar f\u00e1cilmente en la red. En el espectro, la se\u00f1al se ve de la siguiente manera:<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nEn este caso, la se\u00f1al del faro se transmite a una frecuencia de 113.950 MHz. En el centro se puede ver la l\u00ednea de modulaci\u00f3n de amplitud f\u00e1cilmente reconocible y las se\u00f1ales en c\u00f3digo Morse (.- \u2014 \u2026 que significa AMS, \u00c1msterdam, aeropuerto Schiphol). Alrededor, a una distancia de 9.6 kHz de la portadora, se observan dos picos que transmiten la segunda se\u00f1al. <\/p>\n

Grabamos la se\u00f1al en WAV (no MP3, ya que la compresi\u00f3n con p\u00e9rdida \"mata\" toda la estructura de la se\u00f1al) y la abrimos en GNU Radio.<\/p>\n

Decodificaci\u00f3n<\/h2>\n

\nCompra una suscripci\u00f3n<\/b>. Abrimos el archivo con la se\u00f1al grabada y aplicamos un filtro de paso bajo para obtener la primera se\u00f1al de referencia. El gr\u00e1fico de GNU Radio se muestra en la imagen.<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nResultado: se\u00f1al de baja frecuencia a 30 Hz.<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nPaso 2<\/b>: decodificamos la se\u00f1al de fase variable. Como se mencion\u00f3 anteriormente, est\u00e1 ubicada en una frecuencia de 9.96 kHz, necesitamos trasladarla a la frecuencia cero y enviarla al demodulador FM.<\/p>\n

Gr\u00e1fico de GNU Radio:<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nTodo est\u00e1 resuelto. Vemos dos se\u00f1ales cuya diferencia de fase indica el \u00e1ngulo desde el receptor hasta la baliza VOR:<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nLa se\u00f1al est\u00e1 bastante ruidosa, y puede ser necesaria una filtraci\u00f3n adicional para el c\u00e1lculo final de la diferencia de fase, pero espero que el principio sea claro. Para aquellos que han olvidado c\u00f3mo se determina la diferencia de fase, la imagen de aviation.stackexchange.com<\/a><\/noindex>:<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nAfortunadamente, no es necesario hacerlo manualmente: ya existe un proyecto listo<\/a><\/noindex> en Python que decodifica se\u00f1ales VOR de archivos WAV. De hecho, su estudio me inspir\u00f3 a investigar este tema.<\/p>\n

Los interesados pueden ejecutar el programa en la consola y obtener el \u00e1ngulo en grados de un archivo ya grabado:<\/p>\n

\"Determinando
\n
\nLos aficionados a la aviaci\u00f3n incluso pueden construir un receptor port\u00e1til usando RTL-SDR y Raspberry Pi. Por cierto, en un \"verdadero\" avi\u00f3n, este indicador se ve aproximadamente as\u00ed:<\/p>\n

\"Determinando
\nImagen © www.aopa.org<\/a><\/noindex><\/p>\n

Conclusi\u00f3n<\/h2>\n

\nSe\u00f1ales como estas de \"la \u00e9poca pasada\" son definitivamente interesantes para el an\u00e1lisis. En primer lugar, son bastante sencillas; el moderno DRM o incluso el GSM no se pueden decodificar tan f\u00e1cilmente. Son abiertas para la recepci\u00f3n, sin claves ni criptograf\u00eda. En segundo lugar, es posible que en el futuro queden en la historia, siendo reemplazadas por navegaci\u00f3n por sat\u00e9lite y sistemas digitales m\u00e1s modernos. En tercer lugar, el estudio de tales est\u00e1ndares permite conocer detalles t\u00e9cnicos e hist\u00f3ricos fascinantes sobre c\u00f3mo se resolv\u00edan las tareas con diferentes circuitos y componentes del pasado siglo. As\u00ed que se aconseja a los propietarios de receptores que acepten estas se\u00f1ales mientras a\u00fan funcionen.<\/p>\n

Como de costumbre, les deseo a todos buenos experimentos.
\n
Fuente: habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

\u041f\u0440\u0438\u0432\u0435\u0442, \u0425\u0430\u0431\u0440! \u0412 \u043d\u0430\u0441\u0442\u043e\u044f\u0449\u0435\u0435 \u0432\u0440\u0435\u043c\u044f \u0441\u0443\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0443\u0435\u0442 \u043d\u0435 \u0442\u0430\u043a \u0443\u0436 \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e \u0441\u0442\u0430\u043d\u0434\u0430\u0440\u0442\u043e\u0432 \u0441\u0432\u044f\u0437\u0438, \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0435 \u0441 \u043e\u0434\u043d\u043e\u0439 \u0441\u0442\u043e\u0440\u043e\u043d\u044b, \u043b\u044e\u0431\u043e\u043f\u044b\u0442\u043d\u044b \u0438 \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u0435\u0441\u043d\u044b, \u0441 \u0434\u0440\u0443\u0433\u043e\u0439 \u0441\u0442\u043e\u0440\u043e\u043d\u044b, \u0438\u0445 \u043e\u043f\u0438\u0441\u0430\u043d\u0438\u0435 \u043d\u0435 \u0437\u0430\u043d\u0438\u043c\u0430\u0435\u0442 500 \u0441\u0442\u0440\u0430\u043d\u0438\u0446 \u0432 \u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0442\u0435 PDF. \u041e\u0434\u043d\u0438\u043c \u0438\u0437 \u0442\u0430\u043a\u0438\u0445, \u043d\u0435\u0441\u043b\u043e\u0436\u043d\u044b\u0445 \u0434\u043b\u044f \u0434\u0435\u043a\u043e\u0434\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u044f, \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u0441\u0438\u0433\u043d\u0430\u043b VHF Omni-directional Radio Beacon (VOR), \u0438\u0441\u043f\u043e\u043b\u044c\u0437\u0443\u0435\u043c\u044b\u0439 \u0432 \u0430\u044d\u0440\u043e\u043d\u0430\u0432\u0438\u0433\u0430\u0446\u0438\u0438. 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