Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

Tässä esimerkkinä kuvasarja yhden koneen ohilentodopplereista Sekeen Nadvoitsyn TV-lähettimen ja tuntemattoman Tx:n taajuudella. Spektrogramminauhalta on helposti luettavissa luettavissa mm. koneen suunnanmuutokset kulmikkaina dopplereina. Kartalle voimme piirtää linjan, joka osoittaa AS-radiosuuntiman tuntematonta Tx:ää kohden. Lopuksi koneen doppleri alkaa lähetä Sekeen Tx:n taajuutta, koska kyseessä on Tx-Rx-linjan kanssa lähes yhdensuuntainen lentoreitti.

Ensimmäinen kuva on esimerkki graafisesta tuntemattoman lähettimen AS-radiosuuntimasta: Piirretään viiva Rx-asemalta koneen ‘nollabiittisijainnin’ kautta kartalle. Tuntematon lähetin on tämän viivan suunnassa. Nauhalla näkyy sekä pitkä ja voimakas Sekeen TV:n lentsikkadoppleri, että lyhyempi ja heikompi tuntemattoman Tx:n doppleri, jonka nollabiitissä kuva on otettu. Samanaikaisesti Planefinder-nettisivulla näkyvän koneen sijainnin kautta on kartalle piirretty viiva Rx - lentokone, joka näyttää tuntemattoman Tx:n suunnan.

Toisen kuvan doppleriin on tallentunut koneen suunnanmuutos. Kolmannessa kuvassa näkyy, miten koneen doppleri lähenee Sekeen TV:n kantoaaltoa asteittain, matematiikan kielellä ‘asymptoottisesti’. Tämä on sellaisen dopplerin erikoistapaus, jossa kone lentää suunnilleen Tx-Rx-linjan kanssa uhdensuuntaisesti, ja melko lähellä linjaa. Doppleri ylittää kantoaallon vasta likimain Tx-Rx-linjan puolivälissä, jolloin erottuu pitkäaikainen, huojuntataajuudeltaan hitaasti muuttuva ‘lentsikkafeidingi’. Sekee on suunnassa 57 astetta, mikä on sattumalta likimain näiden kaukoliikenteen koneiden lentosuunta.

T: - Juha -



Miten sitten käyttäytyy päinvastaiseen suuntaan lentävän koneen lentsikkadoppleri, sen saapuessa Sekeen suunnasta Rx-asemaani kohden lähes Tx-Rx-linjaa pitkin? Tx:n suunnasta ‘linjaa pitkin’ lähestyvä lentokone näkyy aluksi vain voimakkuusvaihteluna Tx-taajuudessa, ja kuuluu pitkänä huojuvana lentsikkafeidinginä, koska sen kautta heijastuvan Tx-taajuuden kulkema matka muuttuu vain hyvin hitaasti Tx-Rx-linjan kanssa yhdensuuntaisessa lennossa.

Koneen lentsikkaheijastuksen dopplertaajuus on sen lentäessä Tx-Rx-linjalla lähes sama, kuin Tx:n taajuus, muttei aivan sama. Spektrogramminauhalla Tx-taajuudessa ‘helminauhamaisena’ voimakkuusvaihteluna näkyvä ja korvin kuuluva huojunta on Tx-taajuuden ja lentsikkadopplerin taajuuden välinen pieni erotus.

Kun Tx:n suunnasta lähestyvä kone alkaa tulla Rx-asemani yläpuolelle, myös sen kautta heijastuvan radioaallon kulkema matka alkaa kiihtyvällä tahdilla pidentyä. Tämä näkyy sen dopplerviivan kaartumisena Tx-taajuuden alapuolelle, eli näiden kuvien spektrogamminauhoissa vasemmalle. Nopeimmillaan heijastusetäisyys lisääntyy koneen ohittaessa Rx-asemaa, jolloin dopplerikäyrä kaartuu jyrkimmin.

Yhdensuuntaisdoppleri ohituksen jälkeen

Koneen ohitettua Rx-asemani, ja etääntyessä siitä ja Tx:stä poispäin, heijastusetäisyyden kasvunopeus hidastuu, ja siis dopplerinkin muutosnopeus tasoittuu. Nyt etääntyvän lentokoneen doppleri piirtyy lähes pystysuorana viivana, joka siirtyy alemman taajuuden suuntaan hyvin verkkaisesti.

Jos kone tekee suunnanmuutoksen, sen dopplerviivaan tulee kulma, kuten aikaisemmissa kuvissa näkyi. Jos radioaallon heijastusetäisyys alkaa kasvaa nopeammin kaarron seurauksena, niin dopplerjuova kääntyy matalamman taajuuden suuntaan. Jos heijastusetäisyyden kasvu hidastuu, doppleri tekee kulman korkeamman taajuuden suuntaan.Tällaisia mutkittelevia tuntemattomien pienkoneiden dopplereita piirtyy silloin tällöin spektrogramminauhalleni.

Entä jos reittikoneen kippari nyt huomaisi unohtaneensa Naritaan silmälasinsa, joita välttämättä tarvitsee laskeutuessaan Kastrupiin, ja kääntäisikin koneensa ympäri hakeakseen ne? Silloin koneen doppleriin muodostuisi kulma sen aloittaessa kaartonsa, sitten dopplerjuova siirtyisi kantoaaltotaajuuden yli, ja kaarron loppuessa dopplertaajuus olisi siirtynyt kulmikkaasti kantoaallon korkeammalle puolelle, heijastusetäisyyden lyhetessä koneen tullessa jälleen Rx-asemaani kohti. Sitten koneen doppler alkaisi piirtää samanmuotoista, Rx:n ohituksen jälkeen Tx-taajuutta lähestyvää käyrää, kuin edellisen esimerkinkin lähestyvä kone.

T: - Juha -



Tähänastisissa ruutukaappauksissa on esitetty lentsikkadopplereita yhdellä TV-lähettimen taajuudella vastaanotettuina. Useimmissa tietsikoiden äänikorteissa on kuitenkin toinenkin äänikanava. Voisiko tätä käyttää toisen doppleritaajuuden kuunteluun yhtäikaisesti, ja mitä etua siitä olisi?

Jos kahden eri suunnassa olevan TV-lähettimen lentsikkadopplereita voisi piirtää yhtaikaa, lentokoneiden Rx-Tx-linjojen ylitykset olisivat nähtävissä molemmilta nauhoilta, yhtäpitävine aikaleimoineen. Myös meteoriheijastuksia (MS) voisi verrata keskenään, ja päätellä jotain niiden tulosuunnasta, vertaamalla niiden signaalinvoimakkuuksia kummankin TV-lähettimen jaksolla. Mikäli tarkoitusta varten olisi olemassa laskentaohjelmisto, kahden eri TV-lähettimen dopplerheijastuksia vertailemalla olisi jopa mahdollista laskea kunkin AS:n, ja ehkä jopa joidenkin MS:ien kaksiulotteinen sijainti kartalla.

Kokeilemalla onnistuinkin kytkemään kaksi vastaanotinta yhdelle tietsikalle, ja asettamaan Spectrum Lab -taajuusanalyysiohjelman tulostamaan ruudulle kummankin vastarin äänispektrit. Lisäksi ohjelma osaa näyttää äänten amplitudit kolmantena nauhana, edellisten vasemmalla puolella. Ohessa kuvasarja Spectrum Labin asetuksista kahden Rx:n yhtaikaista lentsikkaskatterivastaanottoa varten.

T: - Juha -



Meteoriheijastukset (MS) ovat yleisiä 6 m bandilla. Niitä kuulee sekä pitkinä, jopa kymmeniä sekunteja kestävinä purskeina, että lyhyinä, muutaman sekunnin ‘pinkseinä’. Miten ne sitten käyttäytyvät kuunneltaessa niitä yhtaikaa useamman, eri paikoissa sijaitsevien lähettimien taajuuksilla? Kuuluvatko meteoriheijastukset useilla taajuuksilla yhtaikaa, vai esiintyvätkö ne vain yhdellä taajuudella kerrallaan?

Ekasta liitekuvasta löytyy helposti ainakin kahdenlaisia meteoriheijastuksia: Pitkiä purskeita, jotka näkyvät sekä Sekeen, että Pietarin televisioiden jaksoilla, sekä lyhyempiä, jotka helisevät hetken voimakkaasti Pietarin TV-taajuuden ympäristössä. Kahden taajuuden MS:t olen ympyröinyt kuviin sinisellä, ja yhden taajuuden heijastukset punaisella.

Tämän kahden taajuuden kokeen mukaan 6 m bandin meteoriheijastuksia esiintyy siis sekä molemmilla taajuuksilla, että vain toisen lähettimen taajuudella. Tällaisia lyhytaikaisia heijastuksia voivat aiheuttaa muutkin yläilmakehää tai ionosfääriä ionisoivat ilmiöt. Oman arvaukseni mukaan osa näistä meteoriheijastumina pitämistämme kaiuista saattavat olla paikallisten ionosfäärin sähkönpurkausten aikaansaamia, ikäänkuin eräänlaisten ‘minirevontulien’ aiheuttamia heijastuksia.

Toisessa kuvassa erottuu kolmantena lajina myös harvalukuisempia kapeakaistaisia, lyhyitä meteoriheijastuksia, jotka näyttävät esiintyvän joskus yksinään, ja joskus kahden taajuuden MS:n yhteydessä. Nämä olen ympyröinyt vihreällä. MS:t kuuluvat hetkellisesti lujaa, mikä näkyy myös kunkin spektrogramminauhaparin vasemmalla puolella olevassa amplitudikäyrässä. Sen keltainen raita näyttää Sekeen taajuuden äänenvoimakkuutta, ja punainen vastavasti Pietarin voimakkuutta.

Lentsikan doppleri stereona

Kolmannessa kuvassa meteoriheijastusten sekaan lentää Lufthansan vuorokone, jonka doppleri erottuu aluksi oikeanpuoleisimman nauhaparin Sekeen jaksolla Rx-Tx-linjan kanssa yhdensuuntaiselle lennolle ominaisena helminauhamaisena huojuntana. Tämän huojuntataajuuden hitain vaihe eli ‘nollabiitti’ on suunnilleen yhdensuuntaisen Rx-Tx-linjan puolivälissä. Dopplerihuojunta näkyy myös viereisen keltaisen amplitudigraafin jaksottaisen jaokkeisena paksuusvaihteluna.

Pietarin nauhaan lentokone piirtää Rx-asemaani lähestyessään tyypillisen poikittaisdoppleriviivan. Tämä syntyy nauhalle korkean taajuussiirtymän suuntaan, eli USB:llä kuunneltaessa kantoaallon oikealle puolelle, noin 660-670 Hz kohdalle. Koneen ohittaessa Rx-Tx-linjan Pietarin nauhassa sen doppleri ylittää n. 600 Hz kohdassa olevan Pietarin TV:n kantoaallon matalan taajuussiirtymän suuntaan, eli vasemmalle, aikaleiman kohdassa 12:38:30.

Vastaavasti Sekeen TV:n jaksolla sen yhdensuuntaisdoppleri erkanee Sekeen kantoaallon kupeesta vasemmalle noin aikaleiman 12:36 kohdalla, ja ohitettuaan Rx-asemani sen doppleri on nauhan piirtohetkellä 12:39 noin 530 Hz kohdalla.

T: - Juha -

Uutta tietoa ‘meteoriheijastuksista’

6 m bandin meteoriheijastukset (MS) ovatkin yläsalamaheijastuksia (EDS)? viewtopic.php?f=21&t=295&start=80#p1676

Yläsalamoiden radioheijastushavaintoja: heliotown.com/Radio_Sprites_Ashcraft.html



Eilen sattui pientä tropokelin nousua 6 m bandilla, mikä auttoi Sekeen suunnasta tulevien lentsikoiden interferenssidopplereita piirtymään tavanomaista hieman selvempänä myös spektrogrammin amplitudinauhoille. Rx-Tx-linjan kanssa lähes yhdensuuntainen lentokoneen reittihän aiheuttaa pitkäaikaisen, korvinkin kuuluvan interferenssihuojunnan, koneen lentäessä RX ja Tx välissä. Kun kone ‘poistuu linjalta’, eli ohittaa Rx:n tai Tx:n, sen doppler erkanee kantoaallon kupeesta omaksi viivakseen, ja korvin kuultava huojuntakin loppuu.

Ekassa kuvassa saapuu lento LX161, jonka interferenssidopplerin huojunta näkyy selvästi nauhaparien vasemmassa sivussa olevan keltaisen amplitudigraafin paksuusvaihteluina. Koneen dopplertaajuuden ollessa lähellä Sekeen TV-Tx:n kantoaaltotaajuutta, sen huojunta näkyy hitaana voimakkuusvaihteluna amplitudinauhassa, ja vastaavasti dopplertaajuuden etääntyessä TX-kantoaallosta, amplitudigraafin huojunta tihenee. Huojunta näkyy amplitudinauhan lisäksi myös Sekeen kantoaallon muuttumisena katkoviivaksi, jonka jaksot ovat samat, kuin amplitudinauhan voimakkuusvaihtelun jaksot. Aikaleimojen 13:34 ja 13:28:45 paikkeilla on molemmilla jaksoilla näkyviä meteoriheijastuksia.

Amplitudinauhoissa näkyy kuitenkin useita voimakkuusvaihtelun ‘nollabiittejä’, mikä vihjaa muidenkin, vielä nettisivulla näkymättömien koneiden olevan liikkeellä samalla suunnalla. Toisessa kuvassa ilmestyykin Planefinder-nettisivun kantamaan lento yksi edellisen kuvan jälkien jättäjistä, lento NH205 Sekeen suunnalta. Lento LX161 on nyt ohittanut Rx-asemani, ja vasemmalle erkaneva doppler näkyy vasemmassa eli Sekeen TV:n nauhassa aikaleimojen 13:41 ja 13:43 välillä, ja saman koneen dopplerin Pietarin kantoaallon ylitys aikaleiman 13:43:40 kohdalla oikeanpuoleisessa nauhassa.

Lentsikkaruuhkaan meteoreja sekaan

Millaiselta sitten näyttää ruuhka ilmassa, kahden TX:n jaksoilla yhtaikaa katsottuna? Kolmannessa kuvassa vilistää rajan yli viiden koneen letka, joista kolme ensimmäistä on jo ehtinyt ohittaa Rx-asemani.

Näiden kolmen ensimmäisen koneen Sekeen TV-jaksosta eroavat dopplerit näkyvät jopa peilitaajuuksien kanssa, lento NH201 aikaleimojen 14:08-14:09 välillä, lento AY80 vastaavasti 14:11-14:12, ja AY78 leimojen 14:13-14:14 kohdilla nauhaparien vasemmanpuoleisissa nauhoissa.

Samojen koneiden Pietarin TV:n dopplerylitykset näkyvät vastaavasti oikeanpuoleisissa nauhoissa, NH201 aikaleiman 14:08:45 kohdalla, AY80 14:12:15 kohdalla ja AY78 14:14:30 kohdalla. Lisäksi nauhoille on välähtänyt kummallakin jaksolla näkyviä meteoriheijastuksia mm. aikaleimojen 14:06, 14:06:35 ja 14:14:45 jälkeen.

T: - Juha -



Lento AFL107 lähestyy pohjoisesta, kurssilla joka tulee leikkaamaan Sekeen TV-lähettimen ja vastaanottoaseman välisen linjan. Tiedämme, että tällaisella suoralla kurssilla lentävän koneen lentsikkaheijastuksen doppleri leikkaa spektrogramminauhalla kyseisen TV-lähettimen kantoaallon kohdan täsmälleen lentokoneen ylittäessä Rx-Tx-linjan kartalla. Voisiko sitten olla tapauksia, joissa koneen dopplerikäyrä leikkaisi Tx-kantoaallon taajuuden ilman, että kone lentäisi Rx-Tx-linjan poikki?

Kyllä, kantoaallon leikkaavan heijastusdopplerin tilanteen aiheuttavat kaikki sellaiset lentoreitit, joissa koneen kautta heijastuneen kantoaallon kulkema matka ensin lyhenee (= ‘korkea doppleri’ kantoaallon yläpuolella, kuvissa oikealla), ja sitten alkaa pidetä (= ‘matala doppleri’ kantoaallon alla, liitekuvien nauhoissa vasemmalla). Lyhenevän heijastusetäisyyden alkaessa pidetä, heijastuksen taajuussiirtymä siirtyy korkeammasta taajuudesta matalammalle, eli koneen doppleri leikkaa spektrinauhalla näkyvän kantoaallon.

Tämä lento AFL107 toteuttaa molemmat tapaukset. Ensin se leikkaa Rx-Tx-linjan Sekeen TV:n jaksolla, eli vasemmanpuoleisella liitekuvien spektrinauhalla. Kantoaallon leikkaushetki sattuu hyvin yksiin lokaattorista lasketun Sekeen TV-lähettimen suunnan kanssa, eli noin 57 astetta. Seuraan konetta jagilla, joten sen doppleri ja TV-kuvakantoaalto 50 Hz sivunauhoineen tulevat vastaanottimeen voimakkaina, aiheuttaen moninkertaisine peilitaajuuksineen liitekuvissa näkyvän monihaaraisen ‘hämähäkkidopplerin’.

Osa 1 - Kuvat Sekeen TV-taajuuden ylityksestä:



Lennon AFL107 jatkaessa matkaansa sen doppleri alkaa lähestyä Pietarin TV-lähettimen kantoaallon taajuutta, vaikkei se ole Rx-Tx-linjaa leikkaavalla reitillä. Silti lyhenevän ja pitenevän heijastuksen tilanne toteutuu. Ensin koneen lähestyessä, sen heijastusjanan Tx-lentokone-Rx pituus lyhenee, jolloin sen doppleri näkyy korkean taajuuden puolella. Janan pituuden lyheneminen hidastuu, joten doppleri lähenee TV-kantoaaltoa.

Kun koneen doppleri leikkaa kantoaallon, se tapahtuu kohdassa, jossa koneen kautta heijastuneen radioaallon kulkema matka on lyhimmillään. Lentoradan lyhimmän heijastuksen kohta sattuu likimain liitekuvan karttaan piirretylle Rx-Tx-ellipsoidille, kohtaan jossa koneen lentorata sivuaa sitä. Lentoradan etääntyessä ellipsoidin sivuamispisteestä, heijastuksen kulkema matka alkaa taas pidetä, jolloin doppler siirtyy TV-kantoallon matalalle puolelle, siis Pietarin spektrinauhalla vasemmalle.

Kyseinen kone tekee kohta tämän jälkeen lisäksi kurssimuutoksen, joka näkyy loivina kulmina kummankin spektrogramminauhan lentsikkadopplerissa. TV-lähettimien ja Rx:n heijastuskantamasta tämä kone lentää viimeisessä liitekuvassa ulos noin 185 km (100 nm) etäisyydellä Rx-asemastani.

Linkki: Dopplers From Beyond Tx Experiment, viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1906

T: - Juha -

Pietarin TV:n kantoaaltotaajuuden ylitys (crossing) oikeanpuoleisessa spektrinauhassa:



Ensimmäisen liitekuvan kartalla näkyvät kolme konetta, kukin lähes samanaikaisesti risteävillä lentoreiteillä eri suunnista. DLH741 saapuu Sekeen TV-Tx:n suunnasta, BAW7 on menossa kyseiseen suuntaan, ja AFL106 saapuu kaakosta poikittain näihin nähden kääntyen matkalla. Tuleeko tällaisesta kohtaamisesta dopplernauhoille selvittämätön sekamelska, vai ovatko koneiden dopplerjäljet erotettavissa toisistaan spektrinauhoilta? Nämä kuvat on tallennettu aikaisempia esimerkkejä hitaammalla Spectrum Lab -spekrogrammiohjelman nauhanopeudella, jotta tapahtumat näkyvät luontevasti lähekkäin.

Ohuet siniset viivat Planeplotterin kartalla ovat aikaisempien koneiden tallentuneita lentoreittejä. Parhaillaan näkyvien kolmen koneen perässä ovat paksummat ‘hännät’. AFL 106:n häntäviiva osoittaa sen kurssinmuutoksen kartalla, ja tämä käännös on helppo erottaa myös kummastakin spektrogramminauhasta. Merkkasin sen toisen liitekuvan spektrogramminauhalle (AFL106 turn). Sama kone lentää poikittain Sekeen Tx - Rx linjan yli, mikä näkyy oikeanpuoleisessa Sekeen nauhassa kantoaallon ylityksenä (AFL106 crossing). Pietarin Tx - Rx-linjaa se sensijaan ei ylitä, mutta Pietarin kantoaallon ylitys näkyy silti nauhalla. Kyse onkin edellisessä esimerkissä kuvatusta ellipsoidiylityksestä (AFL106 ellipsoid crossing). Tämän koneen dopplerit olivat siis tunnistettavissa sen liikkeiden perusteella spektrogramminauhoilta.

Kolmannen liitekuvan vasemmalta nauhalta näkyy edellisen koneen lisäksi kaksi selvää Pietarin kantoaallon poikittaista ylitystä (Transverse crossing). Koska kaksi muuta konetta on lentänyt Rx-asemani eteläpuolelta Pietarin Tx-linjan poikki, ylitykset siis ilmeisesti kuuluvat niille. Näistä ensimmäisen, eli kuvan alimman ylityksen on tehnyt BAW7, ja viimeisen, eli kuvan ylimmän DLH741, mitkä merkkasin kuvaan.

Entä oikeanpuoleinen, Sekeen TV:n lentsikkaheijastusnauha? Koska koneet BAW7 ja DLH741 lentävät samansuuntaisesti Sekeen Tx - Rx -linjan kanssa (Parallel flight path), mutta eri suuntiin, BAW7 ilmeisesti jättää yhdistyvän (joining) ja DLH 741 eroavan (separating) dopplerjäljen. Tällaiset näkyvätkin nauhassa, ja merkkasin ne ylös. Näidenkin koneiden dopplerjäljet siis olivat selvästi erotettavissa kuvasta, sekavasta näköisestä alkutilanteen kohtaamisesta huolimatta.

T: - Juha -

Tämän kokeen lentsikkojen sijainnit Planeplotterin kartalle olen kopittanut suoraan ilmasta, koneiden ADS-Broadcast -paikannustransponderien purskeista RTL2832U+R820T-tyyppisellä USB-‘tikkuradiolla’, ja RTL1090 -softalla.



ADS-B datan summaaminen useammalta vastaanottimelta alkaa kohta jo sujua. Kiinnostaako muita jakaa dataansa? Tällä hetkellä vastaanottimia on muutama pitkin suomenmaata, vaan eipä kai muutama lisää haittais katveiden poistossa, etenkin mäkisessä Itä-Suomessa. Palvelimen prototyyppi on tuossa n. metrin päässä kusoilujakkarastani.

  • Aki, OH7EAH

Terve,

Jännä kuulla, että ole tehnyt palvelimen! Oikein mielelläni kokeilisin, saisiko RTL-USB-tikkuradiostani tulemaan ADS-B-tiedon sille.

Tikkuradioni kopittaa nyt lentsikkapaikannuksia RTL1090-ilmaissoftaradion kautta. Antenneina TV-koaksilla syötetyt omatekoiset 4 x 4 -el pystyjagit 1,09 GHz:lle tuuletuspiisiin laitetun 6 m lasikuituputken nokassa, ja toiselle vastarille 6 x 5/8 kollineaarivertikaali lasikuituputken päässä noin 14 m korkeudessa.

Millaisia softia, ajureita yms tarvitaan?

T: - Juha -

Images: 1090 MHz aerials.



ADSB# saattais olla parempi softa tuohon hommaan. Muita muutoksia ei tarvitakkaan. Antennit sulla on paljon paremmat kuin mulla.

Asetukset kuvan mukaan, ohjelma käyntiin ja sitten vain tiirailemaan näkyykö mitään osoitteessa http://adsb2.deviate.fi:30080/
Taajuuden korjaus tietysti oman tikun mukaan. Ohjelmana tuolla pyörii dump1090, joka kyllä osaa datavirran antaa muidenkin seurantaohjelmien tarpeisiin.

  • Aki, OH7EAH

adsbsharp.jpg

Tnx ohjeista! Asensin Win XP-koneeseen, ja ADSB#-softaratijo alkoi heti kopittaa lentsikoita tikkuradion kautta! Tikun ajurit oli tietenkin jo asennettu ensin. Antennina tosin tässä ratijotikussa on vain GP matalalla katonharjan päällä.

Kun nettiosoitteen laittoi ADSB#:iin, niin lentsikka ilmestyi näkyviin myös serverisi ruudulla! En tiennyt tuollaisia serveriohjelmia olevankaan, eka kertaa näen. PlanePlotteria olen vain tähän asti käyttänyt koneiden saamiseksi kartalle omalle ruudulle, mutta se on maxullinen softa.

Näkeekö mistään, tuleeko kone servullesi omasta vastaanottimesta, vai jonkun muun?

  • Juha -

ADSB# -softa: sdrsharp.com/index.php/a-simple- … ng-rtl-sdr


Itselläni on käytössä adsbSCOPE, joka on ilmainen, mutta myös VirtualRadar on kokeiltu. Huomasin tuossa jotta esim. adsb#:n mukana tulee tuommoinen useamman vastaanottimen datan yhdistämiseen sopiva ohjelma, mutta mieluummin luotan palvelinpuolen hommissa Linuxiin.

Eihän sitä oikeastaan mistään näe, mikä vastaanotin sen datan antaa, mutta jos peitto on huono, niin äkkiä sen oppii missä on minkäkin vastaanottimen katveet. Noista parista esimerkkikuvasta osaan sanoa että itään menevät koneet voivat olla minunkin vastaanottimelta, mutta tuo etelään mennyt mahtaa olla sinun vastaanottimeltasi, kun ei minun vastaanotin noin pitkää pätkää juuri tuosta lentoreitistä kuule.

  • Aki, OH7EAH

PS. Boottaan tuon serverin näillä hetkillä, kun on muutama bitti solmussa joten en tällä hetkellä saa debugattua verkkoliikennettä.

Laitoin jaginelikkoantennissani olevan RTL1090-softalla workkivan tikkuradioni asetuksiin ‘UDP Target’ sinun servusi URL:n ja portin, ja klikkasin ‘Send UDP’ -nappulaa. Jos toimii, niin on parempi, koska tämä tikkuvastari on minulla useammin päällä.

Ruutukaappauksissa alla näkyvät RTL1090:n jakoasetukset. Ainakin oheiskuvien Lufthansan jättijumbo ilmestyi servullesi, en tosin tiedä, tämän oman ratijotikun, vai jonkun muun harrastajan vastarin kautta?

Konelistasta päätellen myös Helsingin ja Eestin suunnalta tulee paikannuksia joiltain asemilta? Hieno juttu, että harrasteserverisi kiinnostaa softaradiokokeilijoita!

Lisäys 19.10: Servuasi ei näy enää eilisestä alkaen, ilmeisesti on pois päältä?

Dataa tulee satunnaisesti myös Helsingissä ja Vaasassa olevilta vastaanottimilta ja lopullinen palvelinratkaisu tuleekin olemaan jossain aivan muualla kuin minulla. Vielä pitää vain ratkaista muutama datan siirtoon liittyvä ongelma.

Perjantaina iltapäivästä tuli pitkä sähkökatko. Nyt kone on kuitenkin ymmärtääkseni jälleen toiminnassa.

Edit: Nytpä ei oo näköjään enää nimipalvelukaan kohdallaan. Lie tullut aika siirtää palvelu muualle.

  • Aki

Weak Signal Propagation Report’ eli WSPR on hamssien erikoinen digimode, jolla kukin voi kokeilla, miten kauas ja miten pienellä teholla hänen sinkkunsa kuuluu, ja miten kaukaa kuulee muita. Raportin yhteyksistään saa suoraan nettisivulta, joka kokoaa raporteista maailmanlaajuisen radiokelikuvaajan. Käyttäessämme WSPR-yhteyksiä turvaverkon 50 MHz maakuntayhteyksien kantamakokeiluihin, havaitsimme Joensuun ja Kouvolan seudun välisissä kokeissamme erikoisia kaksoissignaaleja. Ainakin osa näistä tunnistettiin lentokoneheijastusten aiheuttamiksi.

Kokeissa käytämme tyypillisesti parin watin lähetystehoja, millä saamme hitaan ja hyvin kapeakaistaisen WSPR-moduloidun 50 MHz purskeemme kulkemaan maakuntiemme välisen yli 200 km matkan, antenneina tyypillisesti 4-el jagi tai 2-el kvadi. WSPR-mode on ehkä kapeakaistaisin hamssien digimodeista: Se tarvitsee kullakin bandilla vain 0,2 kHz levyisen kaistan, joilla mahtuvat yhtäaikaa workkimaan kaikki kokeilijat ympäri maailmaa, koska WSPR:n taajuusmodulaatio on vain 7 Hz kapea…!

6 m kokeissamme havaitsimme, että parissa tapauksessa WSPR-softa luki WSPR-purskeen kahdesti. Tällaisesta tapauksesta saatiin myös spektrikuva, jossa Tommin OH7JJT lähetteestä näkyi identtinen ‘klooni’ 11 Hz varsinaisen sinkun yläpuolella. Koska tämä heikompi kaksoissinkku näkyi vain yhtenä, ja sen taajuus ryömi pari hertsiä alaspäin verrattuna varsinaiseen sinkkuun, niin sillä ei ollut tavanomaisen ristimodulation tuntomerkkejä, kuten symmetrisiä peilitaajuuksia. Tällaiselta näytti yksi näistä ‘kloonien’ WSPR-kaksoisraporteista Tommilta, taajuuserolla 73 Hz lähetysjaksolta 12:54:

Timestamp_________Call_______MHz _________SNR_Drift__Grid ____Pwr__Reporter___RGrid____km__az
2013-11-03 12:54____OH7HJ___50.294479_____-27__0____KP42qp___2____OH7JJT___KP52cl____47__113
2013-11-03 12:54____OH7HJ___50.294552_____-16__0____KP42qp___2____OH7JJT___KP52cl____47__113

Lentokoneheijastuksen dopplerin tuntomerkit

Taajuuden valuminen alaspäin saattoi viitata lentsikkaheijastuksen doppleriin. Jos näin olisi, niin lentsikkaheijastus saattoi siis syntyä näinkin vaatimattomilla antenneilla, ja vain 2 W lähetystehoilla! Kun kokeita jatkettiin, saatiin kopitettua kuvia selkeistä lentokoneheijastuksista, joista osa pystytiin tunnistamaan Planefinder- nettisivun avulla hamssiasemiemme välillä lentäneiden reittikoneiden aiheuttamiksi.

Nyt kun ilmiötä osattiin epäillä, koitimme seurata vastaavia erikoisia kaksoissinkkuja. Niitä löydettiinkin, koska yhteyskokeilualueemme Joensuu - Kouvola ylitse kulkee kohtalaisen vilkas Kaukoidän lentoreitti. Miten nämä dopplerit sitten käyttäytyivät? Yksi lentsikkaheijastuksiin liittyvä tuntomerkki oli aseman signaalin lisääntynyt voimakkuus. Tämä on helposti ymmärrettävissä, koska asemien välistä lentävä lentokone siipiensä ja runkonsa laajoine alapintoineen toimii isona radioaaltojen passiiviheijastimena.

Entä sitten itse dopplerit? Asemiemme välistä poikittain lentävä kone aiheutti nopeasti laskevan, varsinaisen sinkun kanssa alaspäin risteävän dopplerjuovan. Asemiemme välistä lähes samansuuntaisesti lentävien koneiden doppleri taas syntyi niin lähelle sinkkua, vain parin hertsin päähän, että se suorastaan esti WSPR-purskeen dekoodauksen, kasvaneesta signaalitasosta huolimatta. Alla ruutukaappauksista editoituja esimerkkejä kyseisistä tapauksista. Alkuperäiset kuvat tnx OH5RM, OH7JJT ja OH7TE.

Linkkejä:

WSPR nettisivu: wsprnet.org

Lentsikkadopplereita 6m WSPR:llä - Aircraft Scatters on WSPR - Osa 2. - viewtopic.php?f=21&t=295&p=2712#p2712

T: - Juha -



2013-11-03 Aircraft parallel path close AS doppler above OH5RM ts 11.04 wspr carrier - Detailed Spectrum Lab view below (c) OH7HJ.jpg

Kokeilussa on nyt kierretystä puhelinparikaapelista ja lasikuitutikuista rakennettu koottava 8-el ‘luurankokvadi’ 6m bandille. Tämä 8-el vaakapolarisaatioantenni on noin 3 dB parempi, kuin tähän asti käyttämäni 4-el jagi. Koekuuntelussa vahvistusero näkyi siten, että 4-el jagilla juuri havaitsemiskynnyksen rajoilla olevat lyhyet dopplerit ilmeisesti Pietarin kaupunkia sen eteläpuolisella reitillä ohittavista matkustajakoneista näkyivät nyt varsin selkeästi yli 300 km etäisyydeltä.

Liitekuvassa näkyy Pietarin eteläpuolitse korkealla lentävää Kaukoidän liikennettä, sekä todennäköisesti näiden koneiden lentsikkaheijastusten lyhyitä dopplereita Pietarin TV:n jaksolla vasemmanpuoleisessa Spectrum Lab:in nauhassa.

Kun kaarevan maanpinnan aiheuttama Tx:n ja Rx:n yhteisten radiohorisonttien rajoitus yhdistetään Antin OH7DI teoreettiseen tasaisen maanpinnan malliin Cassinin ovaalin muotoisine kantamineen, niin todellinen koneiden havaittavuusalue Pietarin TV-lähettimen takana näyttäisi pitävän hyvin paikkansa Antin laskentamallin kanssa.

Linkkejä

144 MHz luurankokvadi, josta tehdyllä 50 MHz versiolla nämä dopplerit on kuunneltu: antenni.innoplaza.net

T: - Juha -

Kantamakoe Suomenlahden suuntaan Pietarin TV:n taajuudella, antennina 8-el luurankokvadi. Sekeen TV:n jaksolla taas on 4-el jagi itään päin suunnattuna. Aluksi sekavalta vaikuttavasta koneruuhkasta saa kantoaaltojen ohitushetkiä vertaamalla eroteltua jokaisen koneen dopplerit kummankin TV-aseman spektrinauhoilla. Kahta näistä koneista seuraamalla saatiin selville likimääräinen antennin kantama lounaan suuntaan, verrattuna aikaisempiin havaintoihin pienitehoisemmalla 4-el jagilla.

Lennot AF ja OS52 lensivät lähes rinta rinnan, mutta hieman eri suuntiin lounaaseen päin. Näiden dopplerit näkyivät Pietarin TV:n kantoaaltoa seuraavalla nauhalla vasemmalla. OS52:n doppleri haipui näkymättömiin Suomenlahden päällä Loviisan paikkeilla, ja AF291 puolestaan samoihin aikoihin Hämeenlinnan lähellä.

Kantama oli noin 30 km parempi tämän n. 3 dB tehokkaamman antennin eduksi. Myös tässä kokeessa kantama-alueen muoto yhdessä edellisen viestin kantamakokeen kanssa näyttää käyvän yhteen Antin laskentamallin Cassinin ovaalin kanssa, joka muistuttaa suuritehoisilla lähetysasemilla ellipsiä.

T: - Juha -



Comparing AS on a relatively strong carrier of St Petersburg TV just 300 km away to same aircraft scatters on frequency of Nyandoma TV 576 km away from my Rx, which is almost twice farther. While St Petersburg TV carrier is audible almost constantly, the Nyandoma TV is too far to be seen on the receiver Spectrum Lab strip except for brief MS or EDS bursts.

Below are screenshots of aircraft dopplers on carrier of strong TV Tx of St Petersburg less than radio horizon range away, and on a not visible TV Tx carrier of Nyandoma which is farther than the principal radio horizon range of 400 km of high flying aircraft. The pics show that when Rx is within the radio horizon of a strong TV station like the St. Petersburg, the aircraft scatters are also strong and visible for a rather long time - up to the radio horizon, or at best even a little beyond.

The Nyandoma TV Tx is much farther away, so an aircraft needs to get near enough Nyandoma TV radio horizon about 100 km east of my Rx until it shows up on the Rx spectrum strip. Even then, they are a bit farther than the theoretical radio horizon of about 400 km for high flying planes, but the 50 MHz characteristical ability to bend a little beyond horizon brings their dopplers briefly but clearly visible on my screen.

50 MHz Band - Compromise of Noise and Range

Background radio noise limits readability of weakest signals. Fortunately, the background noise distribution on wide radio frequency spectrum appears to resemble the Boltzman curve, which means that on 50 MHz VHF we have a remarkably lower background noise level compared to HF bands, or to the still higher noise of MF and LF bands.

The 6 m wave is long enough to bend behind hills and other terrain obstacles, which helps to stretch 50 MHz AS reception range in good conditions even a little farther than up to theoretical radio horizon. Together with 50 MHz relatively long range with local QSO’s, the fairly low background noise of this 6 m VHF band allows good uninterrupted AS reception range. However, in urban areas, this low VHF band usually suffers from interference caused by local digital electronic noise. Getting aerials away from buildings usually helps.

The 50 MHz wave ability to bend also makes this band less demanding about Rx aerial height. Low band VHF aircraft scatters are supposed to propagate best as horizontally polarized, which is also the preferred polarization of 50 MHz aerials for low loss QSO’s in our forest environment, as trees are more greedy to absorb vertically polarized low VHF waves than horizontally polarized waves. All the 50 MHz AS examples I have recorded are received with 6 m band aerials lower than 10 m above ground, surrounded by higher trees.

AS on Low and High Bands

Aircraft scatter dopplers are visible also on HF bands, but their range is usually rather limited because these low power aircraft scatters are covered by stronger background noise characteristical to lower radio frequencies.

How about higher than 50 MHz bands? With higher frequency, both background noise and harmful urban interference from electronic devices decrease further, allowing to spot still weaker AS signals. Lower background noise and less electronic interference makes high VHF and low UHF bands good for AS reception experiments especially near cities and other populous areas.

If moving still higher to GHz frequencies of high UHF and SHF bands, the background noise still decreases, but so does the practical reception range. GHz bands are suitable for AS reception, provided that reception aerial are high enough above surrounding obstacles to provide clear line-of-sight view through the Fresnel zone, which dramatically limits the reception range of low aerials on GHz bands.

AS Reception Range

Aircraft scatter reception range is determined by the theoretical Cassini oval shaped boundaries, aircraft altitude, aircraft reflection area and its directional pattern related to reflection angle and geometry of aircraft, Tx ERP power and aerial height, Rx aerial gain and height, and the common area of combined Rx and Tx radio horizons.

With very powerful ERP transmitters, like the 149 kW ERP St. Petersburg TV Tx, the maximum AS reception range boundaries are stretched wide, and determined practically by the common area of both Rx and Tx radio horizons. In this high Tx power case the theoretical Cassini oval shape resembles large ellipse, with Tx and Rx as its center points. The practical radio horizons of course limits the boundaries of theoretical ‘flat earth’ Cassini oval AS range.

If the Tx has low ERP power, like the 20 W ERP OH5SHF ham radio beacon, the AS reception area shrinks down to a narrow strip on the line between Tx and Rx, plus close areas around Tx and Rx. Now aircraft scatters are received only when the plane is near or crossing Rx-Tx line, or when it is close to Tx or Rx. In this low Tx power case the AS reception area boundaries are determined by the shape of theoretical Cassini oval, when the oval is smaller than common area of Tx and Rx radio horizons.

Links

Aircraft scatter on low power Kouvola 6 m beacon OH5SHF: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … p=720#p720

Aircraft course changes are visible as angles on their AS dopplers. To see how an aircraft turn looks like on its dopplers on two different TV carriers, we are following dopplers of a single plane on carriers of Segezha Nadvoitsy TV Tx northeast and St. Petersburg TV Tx south of my Rx.

Dopplers follow same simple principle: If distance of travel of scattered wave decreases, the doppler frequency is higher than Tx carrier frequency. If distance of scattered wave increases, doppler shows below Tx carrier frequency. Same applies to turns. Moving towards Rx and Tx makes doppler shift high and away movement from Rx and Tx creates low doppler shift.

Below are example screenshots of dopplers of a single aircraft on two separate TV Tx carriers, while the aircraft is after a straight approach performing an S-turn in the sky. After turning it again steadies for a straight course, which crosses the St. Petersburg TV carrier exactly as the aircraft crosses the line between Rx and Tx. Turns are numbered as (1.) and (2.) and the carrier crossing as (3.) as well as at dopplers on Spectrum Lab strips as and on aircraft position on the map.