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Comparaison récepteur FR24 et clé USB RTL-SDR sur FlightRadar24

J’ai profité de mon passage en France pour me faire livrer un kit complet de réception FR24 (http://www NULL.flightradar24 NULL.com/free-ads-b-equipment). Le site web FlightRadar24 souhaitait m’envoyait leur récepteur gratuitement pour que je l’héberge et offre une couverture de ma zone, mais je craignais les difficultés avec les douanes et les frais imprévus. En le recevant en France et en l’amenant au Viêt-Nam dans ma valise, cela évitait les tracas administratifs.

Kit récepteur antenne FlightRadar24 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/07/DSCN4353 NULL.jpg)La première impression que l’on a est celle d’une excellente qualité de construction. Indéniablement, quand JetVision facture 800€ pour leur kit récepteur ADSB Radarcape + antenne colinéaire 1090MHz (http://shop NULL.jetvision NULL.de), cela se retrouve dans le matériel. Dès que l’épisode de fortes pluies du mois de juin s’est éloigné, j’en ai profité pour monter sur le toit et installer la nouvelle antenne. En pratique elle est un peu plus basse que l’ancienne de fabrication maison (car plus lourde), mais le dégagement est similaire. Il me manquait aussi un câble Ethernet car celui livré avec le kit ne fait que 5m et la descente des antennes est située à un peu plus de 10m du routeur d’accès internet.

L’installation du récepteur se fait sans difficultés. Tout est bien expliqué sur la documentation, pas de confusion possible sur les différents connecteurs. Une fois sous tension, le système démarre et rapidement le clignotement des LED indique qu’il reçoit des trames ADSB et qu’il a verrouillé suffisamment de satellites GPS pour avoir la base de temps qui permet de réaliser le positionnement MLAT (multilatération). Au bout de quelques heures (vraisemblablement après une validation manuelle par FlightRadar) le récepteur apparaît sur le tableau de bord du site web et les statistiques de réception commencent à s’accumuler.

J’en ai donc profité pour faire une comparaison entre les deux systèmes de réception, le kit FR24 et mon ancien système avec clé USB RTL-SDR et antenne de construction personnelle (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/2015/02/08/antenne-colineaire-coaxiale-pour-le-1090-mhz-suite/). A noter qu’au niveau du coût, on est dans un rapport de l’ordre de 1 pour 8 en faveur de la construction personnelle bien sûr, cette dernière ne permettant pas la multilatération (MLAT). L’avantage aussi du GPS est qu’il permet de valider le positionnement des avions au sol.

Statistiques réception FR24 F-VVCT1 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/07/FR24Box NULL.png)A première vue, les deux systèmes sont semblables en performance : mêmes avions détectés sur l’écran, distance maximale similaire… L’antenne réalisée “au pif” et la sensibilité réduite de la clé RTL-SDR peuvent expliquer la différence. Par contre, quand on regarde les statistiques sur une plus longue période, les conclusions sont un peu différentes. En effet, le récepteur FR24 reçoit beaucoup beaucoup plus de trames valides et détecte plus d’aéronefs en limite de zone de réception, le nombre total d’aéronefs sur une période est supérieur de 10 à 20% (d’environ 350 à environ 400). En résumé, dans des conditions limites de réception (distance maxi, attitude de l’avion défavorable), le récepteur à 800€ est nettement supérieur. Autre différence importante, lors des approches d’aéroport éloignés (dans mon cas VCS/VVCS, CAH/VVCM, PQC/VVPQ, VKG/VVRG) le plancher minimum de réception est beaucoup beaucoup plus bas.

Statistiques réception RTL-SDR T-VVCT1 (http://xv4y NULL.radioclub NULL.asia/wp-content/uploads/2015/07/RTL-SDR NULL.png)Autre différence sur l’antenne cette fois-ci, avec l’antenne “professionnelle”, on observe plus de réduction de la couverture vers le Nord. Je pensais cette dernière due à une cause “naturelle” ou à un effet de proximité des autres antennes et du mat, mais apparemment non. L’antenne FR24 est en pratique moins bien installée, mais elle fonctionne mieux! Vraisemblablement le défaut rencontré est lié à une asymétrie dans la construction de mon antenne ADSB de fabrication maison.

En conclusion, tout dépend de ce que vous voulez faire. Si vous êtes un fournisseur de service professionnel comme FlightRadar24, le surcoût d’un récepteur de qualité est largement compensé par la plus grande fiabilité des données reçues et la réception améliorée dans les conditions limites (basses altitudes, limite de couverture). Si vous êtes juste un curieux qui cherche à savoir ce qui passe au dessus de sa tête, la solution de fabrication personnelle convient parfaitement.

Comparaison de différents sites web avec informations aviation ADS-B

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.

Antenne colinéaire coaxiale pour le 1090 MHz – Suite

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.

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

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)