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Comparaison de différents sites web avec informations aviation ADS-B

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Contre toute attente, mois qui n’ai jamais été un écouteur (SWL) passionné, je me suis pris au jeu de la réception des signaux ADS-B provenant des avions survolant ma région du delta du Mékong.

J’avoue que je considère toujours que ça va me passer dès que j’aurai épuisé l’aspect technique de la chose. Après avoir essayé les différentes solutions logicielles sous Windows, je suis passé à une solution autonome sous Linux. Mon ami Benoît ma gentiment mis à disposition une CubieBoard 2 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2013/08/09/reception-de-la-cubieboard2/) qui traînait dans un de ses tiroirs (il lui préfère les Raspberry Pi) que j’ai utilisé pour démoduler les signaux I/Q du 1090 MHz provenant de la clef RTL-SDR, décoder les signaux et les envoyer sur le site web de FlightRadar24 (http://www NULL.flightradar24 NULL.com/10 NULL.51,106 NULL.14/7). La distribution Linux que j’ai choisi pour cela est Cubieez qui est basée sur Debian comme Rapsbian dont elle reprend une grande partie des éléments. La majorité des programmes compilés pour Rapsberry Pi (jeu d’instructions ARMv6) tournent sur la CubieBoard (ARMv7).

CubieBoard 2 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2013/08/100_3640 NULL.jpg)Cela prend environ 10% du temps CPU quand le AllWinner A20 tourne à 912 MHz. Cela m’a permis d’une part d’en réduire la cadence pour diminuer la consommation et la chaleur, et aussi d’envisager la transmission des données sur d’autres sites webs comme FlightAware (http://flightaware NULL.com) et PlaneFinder (http://planefinder NULL.net). Avec le CPU à 528 MHz, la partie démodulation et décodage (programme dump1090) prend environ 25-30% d’un coeur CPU, le reste (transmission des informations décodées sur 3 sites web) jamais plus de 10% du deuxième coeur.

Je vais donc vous donner mon avis sur les différents sites web et leurs solutions pour la réception des signaux avec clef RTL-SDR et l’envoi des informations, mais du point de vue du feeder (celui qui alimente les sites) et non de l’utilisateur. Le plus important est que les trois sites web testés fonctionnent parfaitement et que l’installation de leurs suites logicielles se fait sans difficultés particulières. Certaines sont plus aisées que d’autres, mais dans aucun cas je n’ai eu de difficultés bloquantes.

Le premier que j’ai installé est le package fr24feed expérimental de FlightRadar24 (http://forum NULL.flightradar24 NULL.com/threads/7563-Flightradar24-decoder-feeder-BETA-testing-(Win-RPi-Linux-OSX)). Il est disponible pour plusieurs plateforme (Windows, OS X, Linux) et plus important a été compilé sur les architectures ARM (Raspberry Pi et CubieBoard). Encore en version béta, il est pourtant déjà bien testé et sa documentation est assez claire. Sur une distribution Debian, l’installation se fait en une commande via un package .deb, ensuite la configuration est interactive et les logs assez complets. Il intègre une version modifiée du démodulateur/décodeur Dump1090 ainsi que le feeder par lui même qui envoie les données vers le site web. En creusant un peu, on peut “séparer” le fonctionnement des deux pour utiliser la sortie de dump1090 avec d’autres programmes. J’ai séché un peu sur ce sujet et rapidement quelqu’un m’a répondu sur le forum qui est une bonne source d’information.

Le package logiciel le mieux documenté est de loin PiAware, celui de FlightAware (http://flightaware NULL.com/adsb/piaware/build). La documentation est en français et décrit par le menu tous les aspects matériel (avec une liste de courses) et logiciels de l’installation, ainsi que les cas de figure où vous alimentez plusieurs sites web en même temps, ce qui n’est pas le cas de manière claire chez les autres. Une image complète de Rapsbian est disponible si vous installez sur un Rapsberry Pi. Dans les autres cas, la procédure d’installation (http://flightaware NULL.com/adsb/piaware/install) est elle-même est très simple avec là aussi un seul fichier package .deb à installer et quelques commandes supplémentaires à taper pour finaliser la configuration. Point positif, le code source est disponible et l’installation est très flexible. A noter que volontairement dump1090 n’est pas intégré dans le package.

Pour terminer, il faut avouer que PFclient (le feeder de PlaneFinder) est en retrait en terme de simplicité d’installation. Tout d’abord, il requiert l’installation préalable d’une librairie d’interpréteur JSNode plutôt lourde et dont l’installation n’est pas des plus évidente. Ensuite, le fait d’être basé sur ce language de programmation (issu du JavaScript) ajoute une couche. L’auteur est disponible par e-mail et m’a répondu très promptement en envoyant toutes les informations, mais celles-ci peuvent rebuter les moins aguerris. Au final cela fonctionne, mais la consommation de mémoire importante de JSNode peut poser problème sur les cartes Rapsberry Pi de première génération qui n’ont que 256 Mo de mémoire vive.

Couverture ADS-B XV4Y (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/PlaneFinderStatsCoverage NULL.png)Le site web le plus abouti est à mon avis celui de FlightRadar24. A la fois du point de vue utilisateur par la justesse de ses informations mais aussi par ses statistiques pour les “feeders” ADS-B qui alimente le site web. Tout est accessible rapidement en un clic ou deux. Les informations sont présentées sur une unique page, mais elles sont  pertinentes avec un archivage des jours précédents. Il lui manque juste un comparatif entre les différents “feeders” comme le fait par exemple PlaneFinder. Ce site ajoute une vue historique sur les 7 derniers jours intéressante mais présente moins de chiffres (pas le nombre d’avions reçus chaque jour par exemple). PlaneFinder offre aussi une visualisation globale et personnelle de la couverture (voir ci-contre) qui est très informative pour connaître les performances de sa chaîne de réception.

Le site dont le back-office est le plus étoffé est sans contest FlightAware (http://flightaware NULL.com/adsb/stats/user/xv4y). Les statistiques offre plus ou moins les mêmes informations, mais avec un niveau de détail supérieur agréable si on ne veut pas aller voir les logs du récepteur en ligne de commande. Il y a aussi une comparaison avec les récepteurs “voisin” et même des classements très exhaustifs (http://flightaware NULL.com/adsb/stats/) ce qui est motivant pour améliorer les performances. Il est possible de commander intégralement le système du récepteur et de faire les mises à jour applicative et système via le site web, ainsi que de l’arrêter complètement. Personnellement je n’aime pas trop l’idée qui pose pour moi des problèmes de sécurité, mais c’est une solution agréable pour ceux qui ne sont pas fan de ligne de commande UNIX.

Au passage, j’ai encore amélioré ma chaîne de réception et je suis maintenant égal au “radar” officiel F-VVTS1 de FlightRadar24 installé à Ho Chi Minh Ville. J’ai tout simplement remplacé ma chaîne de changer de genre pour un connecteur directement soudé sur le câble. A 50 MHz la solution précédente ne posait aucun problème, mais à 1 GHz les pertes étaient loin d’être négligeables.

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Antenne colinéaire coaxiale pour le 1090 MHz – Suite

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J’avoue que j’étais un peu grisé d’avoir assemblé et monté une antenne si efficace en très peu de temps (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2015/02/05/antenne-colineaire-coaxiale-pour-le-1090-mhz-frequence-aviation-ads-b/). Vendredi matin j’avais décidé d’améliorer mon antenne colinéaire coaxiale pour recevoir les signaux ADS-B des avions. Je prévoyais une heure pour y ajouter 3 éléments demi-onde, la glisser dans un radôme et l’installer plus haut et avec plus de dégagement du mât en PVC.

Radôme et éléments demi-onde 1090 MHz ADS-B (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/DSCN3993 NULL.jpg)J’avais lu sur des forums que certains avaient construits de telles antennes avec 8 ou 12 éléments. En rentrant de déposer mon fils à l’école je passe au marché acheter une canne à pêche en fibre de verre pour 2€, et je me mets au travail, profitant d’une journée sans clients à la maison. Bien mal m’en prit! J’avais oublié que le mieux est l’ennemi du bien!

Pour vous donner la conclusion tout de suite, j’ai perdu de nombreuses heures pour finalement revenir exactement à la même antenne que celle d’origine, avec le radôme en plus il est vrai. Quatre et cinq éléments sont les configurations qui m’ont donné les meilleurs résultats. Pour ceux qui veulent fabriquer ce type d’antenne, je leur conseillerais de ne pas aller au delà pour réussir à coup sûr, ensuite la reproductibilité s’avère délicate.

Quand on y réfléchit un peu (ce que j’avais oublié de faire), c’est logique :

  • Tout d’abord à ajouter les éléments on augmente le gain max, mais on multiplie les lobes parasites, augmentant les zones d’ombres et l’irrégularité de la réception.
  • De plus, avec un plus grand nombre d’éléments la bande passante de l’antenne se réduit et sa mise au point devient plus délicate. Or dans mon cas c’est juste un bricolage approximatif et sans appareil de mesure pour valider le montage. Tout est fait à plusieurs pourcents près, ce qui devient vite critique.

La malchance s’en est mêlée, et j’ai aussi eu un problème de faux-contact dans un raccord PL-PL qui m’a fait soupçonné le matériau utilisé pour le radôme que je savais “transparent” en HF mais pas en UHF. Je suis parti un peu dans toutes les directions…

En recherchant un peu dans la littérature sur ce type d’antenne, j’ai remarqué que beaucoup les faisaient commencer et se terminer par des éléments coaxiaux 1/4 λ en plus du quart-d’onde terminal. Cela me paraissait logique du point de vue de l’impédance et j’ai pensé que cela pouvait jouer, que la version cinq éléments marchait par coup de chance. Finalement non, après différents essais c’est bien la version “tout en éléments 1/2 λ” qui fonctionne le mieux dans mon cas avec une descente en ligne 75Ω.

Antenne ADS-B installée XV4Y (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/DSCN3994 NULL.jpg)Le radôme en fibre de verre n’est pas en cause et s’avère bien le meilleur matériaux pour mes montages HF, VHF et UHF : durable, économique, facilement disponible en plusieurs tailles. Le but du radôme est d’apporter d’une part une stabilité mécanique et une protection face aux intempéries, mais aussi de rigidifier l’antenne et de s’assurer qu’elle est bien verticale pour homogénéiser la couverture.

Au final, après quelques heures de test, la réception est effectivement améliorée. Je pense que la prochaine étape sera d’installer la suite logicielle fournie par FlightRadar24 (dump1090 et FR24feeder) (http://forum NULL.flightradar24 NULL.com/threads/7563-Flightradar24-decoder-feeder-BETA-testing-(Win-RPi-Linux-OSX)) sur une CubieBoard (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2013/08/09/reception-de-la-cubieboard2/) que temporairement je vais emprunter à un ami. Cela me permettra de réduire la longueur de la ligne coaxiale de 10m (la partie en RG-8). Ensuite, pour essayer d’égaler les performances exceptionnelles du récepteur installé à Saigon (F-VVTS1) ce sera difficile. Je pense que d’une part le matériel à 800€ de FlightRadar24 (http://www NULL.flightradar24 NULL.com/free-ads-b-equipment) est plus performant que ma clef RTL-SDR (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/12/20/reception-ads-b-et-decouverte-de-ma-clef-rtl-sdr/) et que d’autre part il doit être installé bien plus haut que les 15 mètres de ma maison.

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Antenne colinéaire coaxiale pour le 1090 MHz (fréquence aviation ADS-B)

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Antenne colinéaire coaxiale 1090MHzJ’ai recommencé à jouer avec la réception des signaux ADS-B grâce à la clef USB RTL-SDR (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2014/12/20/reception-ads-b-et-decouverte-de-ma-clef-rtl-sdr/). Tout d’abord j’ai légèrement améliorée l’antenne existante (en principe une petite beam pour le 6 mètres et le 2 mètres) en lui adjoignant deux éléments de dipôle vertical pour le 1090 MHz. L’effet était très nette, avec maintenant plus de zones d’ombres dans l’antenne et une zone couverte d’environ 50 km.

Comme j’ai remplacé le câble coaxial de ma verticale 20 mètres par le câble chinois 13mm (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2015/01/18/cable-coaxial-chinois-75ohms-sywv-75-9/), il me restait une ligne 75Ω de libre. Je me suis dit que ce serait bête de la laisser inutilisée et je me suis fabriqué un antenne colinéaire avec une chute de coaxial 13mm suivant un schéma trouvé sur internet (http://www NULL.balarad NULL.net). Ce type d’antenne n’a rien de nouveau et j’avais des plans par F2FK pour en fabriquer une similaire pour le 2 mètres dans mon recueil du RCNEG de 1993. J’avoue que là je ne me suis pas soucié de l’impédance et que j’ai fait ça au petit bonheur la chance en une petite heure. D’ailleurs, à revoir les photos que j’ai pris à la dernière minute sur le toit, je me rends compte que le nombre d’éléments est impaires, et je me demande si ce ne serait pas mieux en en rajoutant un à la base.

DSCN3992 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/DSCN3992 NULL.jpg)Les résultats ont largement dépassé mes espérances avec une zone de réception allant jusqu’à 400km! Tous les avions passant à moins de 150 km sont reçus à coup sûr, y compris ceux au sol à l’aéroport voisin (Trà Nóc – VCA (http://fr NULL.wikipedia NULL.org/wiki/Aéroport_international_de_Cần_Thơ)), ceux en approche sur les îles de Phú Quốc et Côn Đảo et ceux passant au large dans la mer de l’Est pour remonter vers le Nord. J’en ai bien entendu profité pour améliorer l’installation de l’antenne et le dégagement, ce qui aide, mais je note que la réception vers le nord est moins bonne, vraisemblablement gênée par le mât en PVC. Il faudrait que je fasse un déport…

Les pistes d’améliorations sont multiples, avec la ligne de descente qui pourrait être remplacée par du 13mm chinois et surtout une adaptation d’impédance et une symétrisation correctement réalisée. Toutefois, si vous avez un peu de câble qui traîne et du temps, ce type d’antenne est redoutable en réception pour les bandes autour de 1GHz. Le câble que j’ai sous la main étant en alu avec diélectrique en mousse de PE, il est aussi très très léger, facilitant la tenue physique. Pour les bandes inférieures, il faut prévoir un radôme ou une fixation différente pour garder l’antenne bien rigide.

Radar Virtuel XV4Y T-VVCT1 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/02/VirtualRadarXV4Y NULL.png)

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Réception ADS-B et découverte de ma clef RTL-SDR

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Dongle RTL-SDR RTl2832 R820T (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/11/57 NULL.jpg)Pour beaucoup de que je vais décrire ici ne sera rien de nouveau ou de surprenant, mais je vous fais part de mes découvertes personnelles.

Je viens de recevoir il y a quelques jours une clef USB “RTL-SDR” achetée pour environ 10$ US (http://www NULL.ebay NULL.com/itm/New-RTL2832U-R820TADS-B-USB-DVB-T-SDR-ADS-B-Remote-Control-Digital-TV-Stick/181348852525). Ce type de matériel est en fait un récepteur de télévision numérique terrestre (DVB-T) détourné comme récepteur large bande. Il permet de “visualiser” environ 2,4 MHz partout entre 24 MHz et 1790 MHz. La résolution du convertisseur analogique-numérique est très faible avec 8 bits, mais c’est suffisant pour bien des applications. L’avantage de la version du matériel que j’ai choisi et qu’elle a une entrée antenne de type “prise antenne télé” ce qui permet de réaliser rapidement et pour pas cher un connecteur avec à l’autre bout une BNC pour y connecter nos antennes habituelles.

ADS-B Réception Can Tho Vietnam (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/12/ADS-B NULL.png)Je l’ai rapidement connecté à mon antenne VHF (qui fonctionne sur 50MHz et 144 MHz) pour voir comment cela fonctionnait avec les logiciels HDSDR (http://www NULL.hdsdr NULL.de/) et SDR# (http://sdrsharp NULL.com). L’intégration avec ces logiciels est excellent et tout marche du premier coup sans aucun soucis avec la réception de la bande FM très bonne, mais la présence de fréquences images fortes pour les stations proches de la maison.

Ensuite j’ai voulu tester un peu plus haut en fréquence et j’ai vu que la réception de signaux aéronautique ADS-B sur 1090 MHz était “facile”. J’ai utilisé pour cela ADSB# en conjonction avec Virtual Radar Server ou ADSB Scope. Les deux derniers ayant chacun des avantages et des inconvénients.

ADSB Vol VN1201 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2014/12/VN1201 NULL.png)Très rapidement j’ai pu décoder les trames envoyés par les avions qui viennent de Singapour ou de Malaisie pour aller vers Saigon, Hanoï et plus haut la Chine ou la Corée. L’antenne n’est pas du tout prévue pour cette fréquence et sa hauteur est de 13 mètres par rapport au sol avec un dégagement moyen, mais je suis tout de même capable de suivre les avions jusque 50km de chez moi. J’ai aussi suivi la boucle à l’atterrissage du vol venant de Hanoï sur l’aéroport local, perdant le signal quand l’avion est à 100m du sol. En gros, ça marche beaucoup mieux que ce que à quoi je ne m’attendais.

Une rapide modélisation m’a permis de voir que je peux rajouter un élément de dipole vertical pour 1090 MHz sur l’antenne sans perturber les autres bandes. Cela améliorera grandement l’omnidirectionnalité de l’antenne et devrait aider à suivre les avions.

Ce matin j’ai aussi fait mes premiers essais de CW Skimmer sur le 50 MHz. J’utilise HDSDR pour piloter le récepteur et celui-ci envoie un flux de signaux I/Q à 192KHz vers CW Skimmer. Les essais sont concluants car j’ai pu rapidement décoder les forts signaux de la balise JR6YAG à Okinawa malgré la propagation moyenne en ce mois de décembre.