RTL-SDR மற்றும் GNU வானொலியைப் பயன்படுத்தி விமான நிலையத்திற்கான திசையைத் தீர்மானித்தல்

ஹே ஹப்ர்!

தற்போது, ​​பல தகவல்தொடர்பு தரநிலைகள் இல்லை, ஒருபுறம், ஆர்வம் மற்றும் சுவாரஸ்யமானது, மறுபுறம், அவற்றின் விளக்கம் PDF வடிவத்தில் 500 பக்கங்களை எடுக்கவில்லை. விமான வழிசெலுத்தலில் பயன்படுத்தப்படும் VHF Omni-directional Radio Beacon (VOR) சிக்னல் டிகோட் செய்ய எளிதான ஒரு சமிக்ஞையாகும்.

VOR பீக்கன் (c) wikimedia.org

முதலில், வாசகர்களுக்கு ஒரு கேள்வி: ஒரு சிக்னலை எவ்வாறு உருவாக்குவது, இதன் மூலம் திசையை சர்வ திசை பெறும் ஆண்டெனாவைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்க முடியும்? பதில் வெட்டு கீழ் உள்ளது.

பொது தகவல்

அமைப்பு மிக அதிக அதிர்வெண் ஆம்னி-திசை வரம்பு (VOR) கடந்த நூற்றாண்டின் 50 களில் இருந்து விமான வழிசெலுத்தலுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் இது ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய தூர ரேடியோ பீக்கான்களைக் கொண்டுள்ளது (100-200 கிமீ), VHF அதிர்வெண் வரம்பு 108-117 MHz இல் இயங்குகிறது. இப்போது, ​​கிகாஹெர்ட்ஸ் சகாப்தத்தில், அத்தகைய அதிர்வெண்கள் தொடர்பாக மிக அதிக அதிர்வெண் என்ற பெயர் வேடிக்கையானது மற்றும் தன்னைப் பற்றி பேசுகிறது வயது இந்த தரநிலை, ஆனால் மூலம், பீக்கான்கள் இன்னும் வேலை செய்கின்றன தேசிய அபிவிருத்தி, நடுத்தர அலை வரம்பு 400-900 kHz இல் இயங்குகிறது.

ஒரு விமானத்தில் ஒரு திசை ஆண்டெனாவை வைப்பது கட்டமைப்பு ரீதியாக சிரமமாக உள்ளது, எனவே சிக்னலில் உள்ள கலங்கரை விளக்கத்திற்கான திசை பற்றிய தகவலை எவ்வாறு குறியாக்கம் செய்வது என்பதில் சிக்கல் எழுந்தது. "விரல்களில்" செயல்பாட்டின் கொள்கையை பின்வருமாறு விளக்கலாம். எங்களிடம் ஒரு சாதாரண கலங்கரை விளக்கம் உள்ளது என்று கற்பனை செய்வோம், இது பச்சை ஒளியின் குறுகிய கற்றை அனுப்புகிறது, அதன் விளக்கு நிமிடத்திற்கு 1 முறை சுழலும். வெளிப்படையாக, நிமிடத்திற்கு ஒரு முறை நாம் ஒளியின் ஒளியைக் காண்போம், ஆனால் அத்தகைய ஒரு ஃபிளாஷ் அதிக தகவலைக் கொண்டு செல்லாது. கலங்கரை விளக்கத்தில் இரண்டாவது ஒன்றைச் சேர்ப்போம் திசையற்ற கலங்கரை விளக்கக் கற்றை வடக்கு நோக்கி "கடந்து செல்லும்" தருணத்தில் ஒளிரும் சிவப்பு விளக்கு. ஏனெனில் ஃப்ளாஷ்களின் காலம் மற்றும் கலங்கரை விளக்கத்தின் ஆயத்தொலைவுகள் அறியப்படுகின்றன; சிவப்பு மற்றும் பச்சை ஃப்ளாஷ்களுக்கு இடையிலான தாமதத்தைக் கணக்கிடுவதன் மூலம், வடக்கே உள்ள அஜிமுத்தை நீங்கள் கண்டுபிடிக்கலாம். இது எளிமை. அதையே செய்ய வேண்டும், ஆனால் வானொலியைப் பயன்படுத்துகிறது. கட்டங்களை மாற்றுவதன் மூலம் இது தீர்க்கப்பட்டது. பரிமாற்றத்திற்கு இரண்டு சமிக்ஞைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: முதல் கட்டம் நிலையானது (குறிப்பு), இரண்டாவது (மாறி) கட்டம் கதிர்வீச்சின் திசையைப் பொறுத்து சிக்கலான முறையில் மாறுகிறது - ஒவ்வொரு கோணத்திற்கும் அதன் சொந்த கட்ட மாற்றம் உள்ளது. இவ்வாறு, ஒவ்வொரு பெறுநரும் அதன் "சொந்த" கட்ட மாற்றத்துடன் ஒரு சிக்னலைப் பெறும், இது கலங்கரை விளக்கத்திற்கு அஜிமுத்திற்கு விகிதாசாரமாகும். "ஸ்பேஷியல் மாடுலேஷன்" தொழில்நுட்பம் ஒரு சிறப்பு ஆண்டெனா (ஆல்ஃபோர்ட் லூப், KDPV ஐப் பார்க்கவும்) மற்றும் ஒரு சிறப்பு, மாறாக தந்திரமான பண்பேற்றத்தைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்படுகிறது. உண்மையில் இந்தக் கட்டுரையின் தலைப்பு எது.

50 களில் இருந்து செயல்படும் ஒரு சாதாரண மரபு விளக்கு எங்களிடம் இருப்பதாகவும், மோர்ஸ் குறியீட்டில் சாதாரண AM மாடுலேஷனில் சிக்னல்களை அனுப்புவதாகவும் கற்பனை செய்து கொள்வோம். ஒருவேளை, ஒரு காலத்தில், நேவிகேட்டர் உண்மையில் ஹெட்ஃபோன்களில் இந்த சிக்னல்களைக் கேட்டு, வரைபடத்தில் ஒரு ஆட்சியாளர் மற்றும் திசைகாட்டி மூலம் திசைகளைக் குறித்தார். சிக்னலில் புதிய செயல்பாடுகளைச் சேர்க்க விரும்புகிறோம், ஆனால் பழையவற்றுடன் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை "உடைக்காத" வகையில். தலைப்பு நன்கு தெரிந்ததே, புதிதாக எதுவும் இல்லை... இது பின்வருமாறு செய்யப்பட்டது - AM சிக்னலில் குறைந்த அதிர்வெண் 30 ஹெர்ட்ஸ் டோன் சேர்க்கப்பட்டது, இது ஒரு குறிப்பு-கட்ட சமிக்ஞையின் செயல்பாட்டைச் செய்கிறது, மேலும் அதிர்வெண் மூலம் குறியிடப்பட்ட உயர் அதிர்வெண் கூறு 9.96 KHz அதிர்வெண்ணில் பண்பேற்றம், மாறி கட்ட சமிக்ஞையை கடத்துகிறது. இரண்டு சிக்னல்களைத் தேர்ந்தெடுத்து, கட்டங்களை ஒப்பிடுவதன் மூலம், 0 முதல் 360 டிகிரி வரை விரும்பிய கோணத்தைப் பெறுகிறோம், இது விரும்பிய அஜிமுத் ஆகும். அதே நேரத்தில், இவை அனைத்தும் "வழக்கமான முறையில்" கலங்கரை விளக்கத்தைக் கேட்பதில் தலையிடாது மற்றும் பழைய AM பெறுநர்களுடன் இணக்கமாக இருக்கும்.

கோட்பாட்டிலிருந்து நடைமுறைக்கு செல்லலாம். SDR ரிசீவரைத் தொடங்குவோம், AM மாடுலேஷன் மற்றும் 12 KHz அலைவரிசையைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். VOR பீக்கான் அலைவரிசைகளை ஆன்லைனில் எளிதாகக் காணலாம். ஸ்பெக்ட்ரமில், சமிக்ஞை இதுபோல் தெரிகிறது:

இந்த வழக்கில், பெக்கான் சிக்னல் 113.950 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணில் அனுப்பப்படுகிறது. மையத்தில் நீங்கள் எளிதில் அடையாளம் காணக்கூடிய அலைவீச்சு மாடுலேஷன் கோடு மற்றும் மோர்ஸ் குறியீடு சமிக்ஞைகளைக் காணலாம் (.- - ... அதாவது AMS, ஆம்ஸ்டர்டாம், ஷிபோல் விமான நிலையம்). கேரியரில் இருந்து 9.6 KHz தொலைவில், இரண்டு சிகரங்கள் தெரியும், இரண்டாவது சமிக்ஞையை கடத்துகிறது.

சிக்னலை WAV இல் பதிவு செய்வோம் (MP3 அல்ல - இழப்பு சுருக்கமானது சிக்னலின் முழு அமைப்பையும் "கொல்லும்") மற்றும் அதை GNU வானொலியில் திறக்கவும்.

டிகோடிங்

1 விலக. பதிவு செய்யப்பட்ட சிக்னலுடன் கோப்பைத் திறந்து, முதல் குறிப்பு சிக்னலைப் பெற, அதற்கு லோ-பாஸ் வடிப்பானைப் பயன்படுத்துவோம். குனு ரேடியோ வரைபடம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

முடிவு: 30 ஹெர்ட்ஸ் குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞை.

2 விலக: மாறி கட்ட சமிக்ஞையை டிகோட் செய்யவும். மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, இது 9.96 KHz அதிர்வெண்ணில் அமைந்துள்ளது, நாம் அதை பூஜ்ஜிய அதிர்வெண்ணிற்கு நகர்த்தி FM டெமோடுலேட்டருக்கு உணவளிக்க வேண்டும்.

குனு ரேடியோ வரைபடம்:

அவ்வளவுதான், பிரச்சனை தீர்ந்தது. நாம் இரண்டு சமிக்ஞைகளைக் காண்கிறோம், இதன் கட்ட வேறுபாடு ரிசீவரிலிருந்து VOR கலங்கரை விளக்கத்திற்கான கோணத்தைக் குறிக்கிறது:

சமிக்ஞை மிகவும் சத்தமாக உள்ளது, மேலும் கட்ட வேறுபாட்டை இறுதியாக கணக்கிட கூடுதல் வடிகட்டுதல் தேவைப்படலாம், ஆனால் கொள்கை தெளிவாக உள்ளது என்று நம்புகிறேன். கட்ட வேறுபாடு எவ்வாறு தீர்மானிக்கப்படுகிறது என்பதை மறந்துவிட்டவர்களுக்கு, ஒரு படம் aviation.stackexchange.com:

அதிர்ஷ்டவசமாக, நீங்கள் இதையெல்லாம் கைமுறையாக செய்ய வேண்டியதில்லை: ஏற்கனவே உள்ளது முடிக்கப்பட்ட திட்டம் பைத்தானில், WAV கோப்புகளிலிருந்து VOR சிக்னல்களை டிகோடிங் செய்கிறது. உண்மையில், அவரது ஆய்வு இந்த தலைப்பைப் படிக்க என்னைத் தூண்டியது.

ஆர்வமுள்ளவர்கள் கன்சோலில் நிரலை இயக்கலாம் மற்றும் ஏற்கனவே பதிவுசெய்யப்பட்ட கோப்பிலிருந்து டிகிரிகளில் முடிக்கப்பட்ட கோணத்தைப் பெறலாம்:

ஏவியேஷன் ரசிகர்கள் RTL-SDR மற்றும் ராஸ்பெர்ரி பை ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி தங்கள் சொந்த கையடக்க ரிசீவரை உருவாக்கலாம். மூலம், ஒரு "உண்மையான" விமானத்தில் இந்த காட்டி இதுபோல் தெரிகிறது:

படம் © www.aopa.org

முடிவுக்கு

"கடந்த நூற்றாண்டிலிருந்து" இத்தகைய சமிக்ஞைகள் நிச்சயமாக பகுப்பாய்விற்கு சுவாரஸ்யமானவை. முதலாவதாக, அவை மிகவும் எளிமையானவை, நவீன டிஆர்எம் அல்லது, குறிப்பாக, ஜிஎஸ்எம், "உங்கள் விரல்களில்" டிகோட் செய்வது இனி சாத்தியமில்லை. அவை ஏற்றுக்கொள்ளத் திறந்திருக்கும் மற்றும் விசைகள் அல்லது குறியாக்கவியல் இல்லை. இரண்டாவதாக, ஒருவேளை எதிர்காலத்தில் அவை வரலாற்றாக மாறும் மற்றும் செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல் மற்றும் நவீன டிஜிட்டல் அமைப்புகளால் மாற்றப்படும். மூன்றாவதாக, இதுபோன்ற தரங்களைப் படிப்பது, கடந்த நூற்றாண்டின் பிற சுற்றுகள் மற்றும் உறுப்புத் தளத்தைப் பயன்படுத்தி சிக்கல்கள் எவ்வாறு தீர்க்கப்பட்டன என்பதற்கான சுவாரஸ்யமான தொழில்நுட்ப மற்றும் வரலாற்று விவரங்களை அறிய உங்களை அனுமதிக்கிறது. எனவே ரிசீவர் உரிமையாளர்கள் அவர்கள் வேலை செய்யும் போது அத்தகைய சமிக்ஞைகளைப் பெற அறிவுறுத்தலாம்.

வழக்கம் போல், அனைவருக்கும் மகிழ்ச்சியான சோதனைகள்.

ஆதாரம்: www.habr.com