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  • 使用USRP探索无线世界 Part 1:USRP从入门到追踪飞机飞行轨迹

    温馨提示:请自觉遵守无线电管理法规,依法设置和使用无线电设备

    0×00 前言

    USRP是数款流行的SDR硬件中功能和应用都相对成熟的一款产品,从WIFI协议、ZigBee协议、RFID协议、GSM通信系统、LTE 4G通信系统到飞机通信、卫星通信USRP都能很好的进行支持。软件开发工程师可以用它开发应用,安全工程师则用它来测试、研究相关的无线通信协议。

    很大一部分玩过电视棒的小伙伴都使用过电视棒+dump1090的方案实现过追踪飞机飞行轨迹这一功能。之所以能够很容易的跟踪飞机,是因为航空CNS(通信导航监视)系统里大量采用非常古老的无线标准。

    (电视棒+dump1090 2D)

    (图片来源:http://slideplayer.com/slide/2547225)

    二次监视雷达(SSR)系统,地面站发射1030MHz的查询信号,飞机接收到此信号之后在1090MHz发射应答信号,信号中包含了飞机的一些信息,显示在空管的雷达屏幕上。还有空中防撞系统(TCAS),飞机可以自己发射1030MHz的查询信号,其他飞机接收到此信号之后在1090MHz发射应答信号,因此一架飞机得以”看到”周围的飞机。由于以上的查询-应答模式在飞机很多的时候显得效率不是那么高,因此新出现了一种ADS-B方式。在ADS-B中,每架飞机不等查询,主动广播自己的信息,这时监视和防撞需要做的就仅仅是接收了。

    在通用航空当中ADS-B信号经常在978MHz发射,在商业飞行中ADS-B信号经常在1090MHz发射。

    0×01 HardWare

    PC:Ubuntu Or Mac

    SDR:USRP、天线、USB数据线

    0×02 Software

    2.1安装pip、pybombs

    apt-get update
    apt-get install git
    apt-get install python-pip
    
    pip install --upgrade pip
    pip install git+https://github.com/gnuradio/pybombs.git
    
    pybombs recipes add gr-recipes git+https://github.com/gnuradio/gr-recipes.git pybombs recipes add gr-etcetera git+https://github.com/gnuradio/gr-etcetera.git
    pybombs prefix init /usr/local -a myprefix -R gnuradio-default
    pybombs install gqrx gr-osmosdr uhd
    

    以上内容是Ubuntu下安装SDR相关软件的方法,在Mac OSX中则可以使用 mac port 进行安装。

    2.2下载USRP镜像

    使用pybombs安装完UHD(USRP Hardware Driver)后还需下载固件镜像以及FPGA镜像,执行:

    python  /usr/local/lib/uhd/utils/uhd_images_downloader.py
    

    插入USRP后可执行:

    uhd_find_devices
    
    或者
    
    uhd_usrp_probe
    

    来查看设备信息:

    2.3编译安装gr-air-modes:

    git clone https://github.com/bistromath/gr-air-modes
    cd gr-air-modes
    mkdir build
    cd build
    cmake ..
    make
    sudo make install
    sudo ldconfig
    

    2.4 安装谷歌地球

    Ubuntu 32 bit:

    wget http://dl.google.com/dl/earth/client/current/google-earth-stable_current_i386.deb
    

    Ubuntu 64 bit:

    wget http://dl.google.com/dl/earth/client/current/google-earth-stable_current_amd64.deb
    
    sudo dpkg -i google-earth-stable_current_amd64.deb
    

    Mac osx:

    wget https://dl.google.com/earth/client/advanced/current/GoogleEarthMac-Intel.dmg
    

    0×03 解码飞机信号&导入谷歌Earth

    cd gr-air-modes/apps/
    ./modex_rx -K test.kml 
    

    执行App目录下的modex_rx,开始接收并解码来自飞机的1090MHz无线信号,-K参数即把解码到的航班号、经纬度、飞行速度等等保存为.kml文件。

    打开谷歌地球:添加–>网络链接–>

    新建链接名称,以及kml文件的绝对路径:

    设定刷新时间,以及是否在刷新时前往该视图:

    如果开启刷新前往视图后,google-earth会自动定位到你所在的区域并显示接收到区域上空的飞机。

    (飞机飞行轨迹 3D)

    地图上显示飞机的航班号,双击飞机图标可以显示该飞机高度、飞行速度等信息。

    0×04 演示视频

    0×05 refer

    https://kb.ettus.com/Implementation_of_an_ADS-B/Mode-S_Receiver_in_GNU_Radio

    http://www.freebuf.com/articles/wireless/77819.html

    USRP B200: Exploring the Wireless World

    https://media.blackhat.com/bh-us-12/Briefings/Costin/BH_US_12_Costin_Ghosts_In_Air_WP.pdf

    https://www.rs-online.com/designspark/10-things-you-can-do-with-software-defined-radio

    原文地址:http://www.freebuf.com/articles/wireless/119950.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/k1two2/p/6066558.html
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