{"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\/sv\/blog\/administrirovanie\/opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio","title":{"rendered":"Best\u00e4m riktning till flygplats med hj\u00e4lp av RTL-SDR och GNU Radio","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Hej, Habr!<\/p>\n

Det finns f\u00f6r n\u00e4rvarande inte s\u00e5 m\u00e5nga kommunikationsstandarder som \u00e5 ena sidan \u00e4r intressanta och fascinerande, \u00e5 andra sidan kr\u00e4ver en beskrivning som inte tar 500 sidor i PDF-format. En av dessa, som \u00e4r enkel att avkoda, \u00e4r VHF Omnidirectional Radio Beacon (VOR) signalen, som anv\u00e4nds inom flygnavigering.<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\nVOR Beacon (c) wikimedia.org<\/i><\/p>\n

F\u00f6rst en fr\u00e5ga till l\u00e4sarna - hur kan man forma signalen s\u00e5 att man med hj\u00e4lp av en icke-dirigerad mottagningsantenn kan best\u00e4mma riktningen? Svaret finns nedan.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Allm\u00e4n information<\/h2>\n

\nSystemet Very high frequency Omni-directional Range<\/a><\/noindex> (VOR) har anv\u00e4nts f\u00f6r flygnavigering sedan 1950-talet och best\u00e5r av radiom\u00e4rken med relativt kort r\u00e4ckvidd (100-200 km), som fungerar inom VHF-frekvenserna 108-117 MHz. Nu, i gigahertz-eran, l\u00e5ter namnet very high frequency f\u00f6r s\u00e5dana frekvenser lite lustigt och antyder redan sj\u00e4lvt \u00e5ldern p\u00e5<\/i> denna standard, men f\u00f6r \u00f6vrigt fungerar fortfarande m\u00e4rkena NDB<\/a><\/noindex>, som arbetar inom mellanv\u00e5gen 400-900 kHz. <\/p>\n

Att placera en riktad antenn p\u00e5 flygplanet \u00e4r konstruktivt besv\u00e4rligt, d\u00e4rf\u00f6r uppstod fr\u00e5gan hur man kan koda information om riktningen till m\u00e4rket direkt i signalen. Principen kan f\u00f6rklaras p\u00e5 f\u00f6ljande s\u00e4tt. T\u00e4nk er att vi har ett vanligt m\u00e4rke som skickar en smal str\u00e5le av gr\u00f6nt ljus, vars lampa roterar en g\u00e5ng per minut. Uppenbarligen kommer vi att se ett ljusblixt en g\u00e5ng i minuten, men en s\u00e5dan blixt b\u00e4r inte mycket information. L\u00e5t oss l\u00e4gga till en andra icke-dirigerad<\/i> En r\u00f6d lampa som blixtrar i det \u00f6gonblick n\u00e4r en str\u00e5le fr\u00e5n en fyr \"passerar\" riktningen mot norr. Eftersom blixtrarnas period och fyrens koordinater \u00e4r k\u00e4nda, kan man genom att m\u00e4ta f\u00f6rdr\u00f6jningen mellan den r\u00f6da och gr\u00f6na blixterns signaler ber\u00e4kna azimut mot norr. Det \u00e4r enkelt. \u00c5terst\u00e5r att g\u00f6ra samma sak, men med hj\u00e4lp av radio. Detta l\u00f6stes genom att f\u00f6r\u00e4ndra faser. F\u00f6r \u00f6verf\u00f6ringen anv\u00e4nds tv\u00e5 signaler: den f\u00f6rsta fasen \u00e4r konstant (referens), den andra fasen (variabel) \u00e4ndras i en komplex m\u00f6nster beroende p\u00e5 s\u00e4ndningsriktningen \u2014 varje vinkel motsvarar sin egen fasf\u00f6rskjutning. D\u00e4rmed kommer varje mottagare att ta emot signalen med sin \"egna\" fasf\u00f6rskjutning, proportionell mot azimutet mot fyren. Teknologin f\u00f6r \"spatial modulerings\" genomf\u00f6rs med hj\u00e4lp av en speciell antenn (Alford Loop, se KDPV) och en s\u00e4rskild, ganska smart modulering. Detta \u00e4r faktiskt \u00e4mnet f\u00f6r denna artikel.<\/p>\n

L\u00e5t oss f\u00f6rest\u00e4lla oss att vi har en vanlig \u00e4ldre fyr som har varit i drift sedan 50-talet och s\u00e4nder signaler med vanlig AM-modulering p\u00e5 morsealfabetet. F\u00f6rmodligen, f\u00f6r l\u00e4nge sedan, lyssnade navigat\u00f6ren verkligen p\u00e5 dessa signaler i h\u00f6rlurar och noterade riktningarna med linjal och passare p\u00e5 kartan. Vi vill l\u00e4gga till nya funktioner till signalen, men utan att \"st\u00f6rta\" kompatibiliteten med de gamla. Temat \u00e4r bekant, inget \u00e4r nytt... Detta gjordes p\u00e5 f\u00f6ljande s\u00e4tt \u2014 en l\u00e5g frekvens p\u00e5 30 Hz lades till AM-signalen, som fungerar som referensfas-signal, och en h\u00f6gfrekvent komponent, kodad med frekvensmodulering p\u00e5 9,96 kHz, som \u00f6verf\u00f6r den variabla fas-signalen. Genom att isolera tv\u00e5 signaler och j\u00e4mf\u00f6ra faserna f\u00e5r vi den efters\u00f6kta vinkeln fr\u00e5n 0 till 360 grader, som \u00e4r den \u00f6nskade azimutet. Detta hindrar inte att man kan lyssna p\u00e5 fyren \"normalt\" och f\u00f6rblir kompatibelt med gamla AM-mottagare. <\/p>\n

L\u00e5t oss g\u00e5 fr\u00e5n teori till praktik. Vi startar en SDR-mottagare, v\u00e4ljer AM-modulering och en bandbredd p\u00e5 12 kHz. Fyrfrekvenserna f\u00f6r VOR kan enkelt hittas online. P\u00e5 spektrumet ser signalen ut p\u00e5 f\u00f6ljande s\u00e4tt:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nI detta fall \u00f6verf\u00f6rs fyrens signal p\u00e5 frekvensen 113,950 MHz. I mitten syns en l\u00e4tt igenk\u00e4nnbar linje av amplitudmodulering och morse-signaler (.- \u2014 \u2026 som betyder AMS, Amsterdam, flygplats Schiphol). Runt omkring, p\u00e5 ett avst\u00e5nd av 9,6 kHz fr\u00e5n b\u00e4rfrekvensen, syns tv\u00e5 toppar som \u00f6verf\u00f6r den andra signalen. <\/p>\n

L\u00e5t oss spela in signalen i WAV (inte MP3 \u2013 komprimering med f\u00f6rlust \"d\u00f6dar\" hela signalens struktur) och \u00f6ppna den i GNU Radio.<\/p>\n

Avkodning<\/h2>\n

\nSteg 1<\/b>. Vi \u00f6ppnar filen med den inspelade signalen och till\u00e4mpar ett l\u00e5gpassfilter f\u00f6r att f\u00e5 den f\u00f6rsta referenssignalen. Graph GNU Radio visas i bilden.<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nResultat: l\u00e5gfreqentssignal med 30 Hz.<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nSteg 2<\/b>: vi avkodar variabel fas signal. Som n\u00e4mnts tidigare ligger den p\u00e5 en frekvens av 9,96 kHz, vi beh\u00f6ver flytta den till nollfrekvensen och mata in den i FM-demodulatorn.<\/p>\n

Graf GNU Radio:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nDet \u00e4r klart, uppgiften \u00e4r l\u00f6st. Vi ser tv\u00e5 signaler vars fasdiff \u00e4r indikatorn p\u00e5 vinkeln fr\u00e5n mottagaren till VOR-m\u00e4rket:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nSignalen \u00e4r ganska brusig, och f\u00f6r den slutliga ber\u00e4kningen av fasdifferensen kan det beh\u00f6vas ytterligare filtrering, men principen \u00e4r f\u00f6rhoppningsvis klar. F\u00f6r dem som har gl\u00f6mt hur fasdifferensen ber\u00e4knas, \u00e4r bilden fr\u00e5n aviation.stackexchange.com<\/a><\/noindex>:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nSom tur \u00e4r beh\u00f6ver allt detta inte g\u00f6ras manuellt: det finns redan en f\u00e4rdig projekt<\/a><\/noindex> i Python, som avkodar VOR-signaler fr\u00e5n WAV-filer. Faktum \u00e4r att dess studier och inspiration fick mig att b\u00f6rja studera detta \u00e4mne.<\/p>\n

De som \u00e4r intresserade kan k\u00f6ra programmet i konsolen och f\u00e5 den f\u00e4rdiga vinkeln i grader fr\u00e5n den redan inspelade filen:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\n
\nFlygentusiaster kan till och med g\u00f6ra en portabel mottagare av RTL-SDR och Raspberry Pi. F\u00f6r \u00f6vrigt ser denna indikator ut ungef\u00e4r s\u00e5 h\u00e4r p\u00e5 ett \"riktigt\" flygplan:<\/p>\n

\"Best\u00e4m
\nBild © www.aopa.org<\/a><\/noindex><\/p>\n

Slutsats<\/h2>\n

\nS\u00e5dana signaler \"fr\u00e5n f\u00f6rr\" \u00e4r definitivt intressanta f\u00f6r analys. F\u00f6r det f\u00f6rsta \u00e4r de tillr\u00e4ckligt enkla, den moderna DRM eller \u00e4nnu mer GSM kan redan inte avkodas s\u00e5 h\u00e4r \"bara\". De \u00e4r \u00f6ppna f\u00f6r mottagning, de inneh\u00e5ller inga nycklar eller kryptering. F\u00f6r det andra \u00e4r det m\u00f6jligt att de i framtiden kommer att f\u00f6rsvinna och ers\u00e4ttas av satellitnavigation och mer moderna digitala system. F\u00f6r det tredje g\u00f6r studiet av s\u00e5dana standarder det m\u00f6jligt att f\u00e5 intressanta tekniska och historiska detaljer om hur problem l\u00f6ses med olika schematik och komponentbaser fr\u00e5n f\u00f6rra seklet. S\u00e5 \u00e4gare av mottagare kan uppmanas att ta emot s\u00e5dana signaler s\u00e5 l\u00e4nge de fungerar.<\/p>\n

Som vanligt, lycka till med experimenten.
\n
K\u00e4lla: 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. VOR Beacon (\u0441) wikimedia.org \u0414\u043b\u044f \u043d\u0430\u0447\u0430\u043b\u0430 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441 \u0447\u0438\u0442\u0430\u0442\u0435\u043b\u044f\u043c […]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":96637,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-96636","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\n","aioseo_head_json":{"title":"\ud83e\udd47Vi best\u00e4mmer riktningen mot flygplatsen med hj\u00e4lp av RTL-SDR och GNU Radio | ProHoster","description":"Hej, Habr! F\u00f6r n\u00e4rvarande finns det inte s\u00e5 m\u00e5nga kommunikationsstandarder som \u00e5 ena sidan \u00e4r intressanta och sp\u00e4nnande, \u00e5 andra sidan tar deras beskrivningar inte upp 500 sidor i PDF-format.","canonical_url":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/blog\/administrirovanie\/opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio","robots":"max-image-preview:large","keywords":"","webmasterTools":{"miscellaneous":""},"schema":null,"og:locale":"sv_SE","og:site_name":"ProHoster | \u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0434\u0435\u0436\u043d\u044b\u0439 \u0445\u043e\u0441\u0442\u0438\u043d\u0433 \u0434\u043b\u044f \u0441\u0430\u0439\u0442\u043e\u0432 \u0441 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u043e\u0439 \u043e\u0442 DDoS, VPS VDS \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u044b","og:type":"article","og:title":"\ud83e\udd47\u041e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u044f\u0435\u043c \u043d\u0430\u043f\u0440\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043d\u0430 \u0430\u044d\u0440\u043e\u043f\u043e\u0440\u0442 \u0441 \u043f\u043e\u043c\u043e\u0449\u044c\u044e RTL-SDR \u0438 GNU Radio | ProHoster","og:description":"\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.","og:url":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/blog\/administrirovanie\/opredelyaem-napravlenie-na-aeroport-s-pomoshhyu-rtl-sdr-i-gnu-radio","og:image":"https:\/\/prohoster.info\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/logo-350.jpg","og:image:secure_url":"https:\/\/prohoster.info\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/logo-350.jpg","og:image:width":350,"og:image:height":350,"article:published_time":"2020-10-13T05:42:45+00:00","article:modified_time":"2020-10-13T05:42:45+00:00","article:publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/prohoster","article:author":"https:\/\/www.facebook.com\/prohoster"},"aioseo_meta_data":{"post_id":"96636","title":null,"description":null,"keywords":null,"keyphrases":null,"primary_term":null,"canonical_url":null,"og_title":null,"og_description":null,"og_object_type":"default","og_image_type":"default","og_image_url":null,"og_image_width":null,"og_image_height":null,"og_image_custom_url":null,"og_image_custom_fields":null,"og_video":null,"og_custom_url":null,"og_article_section":null,"og_article_tags":null,"twitter_use_og":false,"twitter_card":"default","twitter_image_type":"default","twitter_image_url":null,"twitter_image_custom_url":null,"twitter_image_custom_fields":null,"twitter_title":null,"twitter_description":null,"schema":{"blockGraphs":[],"customGraphs":[],"default":{"data":{"Article":[],"Course":[],"Dataset":[],"FAQPage":[],"Movie":[],"Person":[],"Product":[],"ProductReview":[],"Car":[],"Recipe":[],"Service":[],"SoftwareApplication":[],"WebPage":[]},"graphName":"","isEnabled":true},"graphs":[]},"schema_type":null,"schema_type_options":null,"pillar_content":false,"robots_default":true,"robots_noindex":false,"robots_noarchive":false,"robots_nosnippet":false,"robots_nofollow":false,"robots_noimageindex":false,"robots_noodp":false,"robots_notranslate":false,"robots_max_snippet":null,"robots_max_videopreview":null,"robots_max_imagepreview":"large","priority":null,"frequency":null,"local_seo":null,"seo_analyzer_scan_date":null,"breadcrumb_settings":null,"limit_modified_date":false,"reviewed_by":null,"ai":null,"created":"2021-02-28 10:39:28","updated":"2022-10-01 01:10:18","focus_keyword":null,"additional_keywords":null,"truseo_locale":null},"gt_translate_keys":[{"key":"link","format":"url"}],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/96636","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=96636"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/96636\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media\/96637"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=96636"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=96636"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=96636"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}