Kdo v létě stojí u Osojského jezera v Korutanech a podívá se k vrcholu Gerlitzen, uvidí od pozdního dopoledne první vrchlíky kroužit v termice. Co vidět není: většina z nich přitom vysílá. Každých pár sekund odchází na 868 MHz krátký datový paket s polohou, výškou, stoupáním a identifikací. Větroně dělají totéž pomocí FLARM, motorové kluzáky a ultralighty stále častěji pomocí ADS-L a hrstka kutilů s doma postavenými trackery na ESP32.
Přijímají to pozemní stanice, které dobrovolně provozují radioamatéři, kluby a letiště. Síť za nimi se jmenuje Open Glider Network, zkráceně OGN, a není ničím jiným než množstvím malých linuxových počítačů s SDR klíčenkou a anténou. Kdo už má stožár, postaví takovou stanici za jedno odpoledne. A protože Raspberry Pi dnes zvládne víc než jedinou úlohu, může na stejném zařízení běžet ještě vlastní WebSDR. Přesně o tom je tento článek: co tam nahoře vlastně létá, proč se vyplatí se zapojit a jak dostat OGN a OpenWebRX+ vedle sebe na jedno zařízení.
Co tam nahoře vlastně vysílá
Jde o evropské pásmo SRD na 868 MHz. Je bezlicenční, výkonově omezené a vedle rádiových senzorů, chytrých měřičů a sítí LoRa mesh hostí i drobnou elektroniku sportovního létání. Podstatné jsou čtyři systémy.
FLARM je klasika plachtění. Původně stavěný jako protisrážkové varování mezi větroni vysílá polohu a vektor letu do okolí, aby přístroje v kabině mohly varovat. Právě tyto vysílané pakety OGN zachytil a teprve tím se celá síť stala zajímavou.
FANET je obdoba pro padákové a závěsné kluzáky. Používá LoRa ve stejném pásmu, pochází od výrobce variometrů Skytraxx a protokol je otevřeně dokumentován. Najdete jej v přístrojích Skytraxx, Syride, Naviter a v majácích kolem platformy burnair. FANET umí dvě věci, které jej odlišují: piloti se vidí navzájem přímo, bez jakékoli infrastruktury, a navíc přenáší data meteostanic a hlášení o termice.
ADS-L je nová, oficiální cesta. EASA zveřejnila technickou specifikaci pro pásmo SRD 860 počátkem roku 2023, používá 868,2 a 868,4 MHz plus 869,525 MHz a je záměrně navržena tak, aby se mohl zapojit existující hardware. Pro radioamatéry je zajímavé hlavně to, že poprvé existuje otevřený, úřady potvrzený standard pro elektronickou viditelnost v lehkém letectví.
Doma stavěné trackery běží na deskách ESP32, typicky na LilyGO T-Beam s rádiovým čipem SX1276 a GPS, za méně než 40 eur. Firmware je open source a podle projektu vysílá OGN, FANET, ADS-L a PilotAware. Důležité pro stavitele: často odkazovaný repozitář esp32-ogn-tracker už roky není udržován, aktuální je pjalocha/ogn-tracker, alternativou je SoftRF. A varianta pásma musí sedět, v Evropě 868 MHz.
Proč to dělat
Nejpoctivější odpověď nejdřív: protože v pokrytí jsou díry a dají se zacelit. Síť OGN je nad Alpami hustá, ale ne souvislá, a díry bývají tam, kde stojí hory v cestě a nikdo neprovozuje přijímač. Radioamatér se stožárem na svahu často pokryje přesně to údolí, které nikdo jiný neslyší.
Z toho plynou čtyři hmatatelné důvody.
Pátrání a záchrana. To je ten bod, který rozhoduje. Když se letoun nebo vrchlík pohřešuje, jsou poslední přijaté polohy tím nejcennějším, co záchranáři mohou dostat. OGN k tomu drží živá data, archivované stopy a FlightBook, kterým lze i neregistrovaná zařízení zúžit podle místa a času vzletu. Projekt sám upozorňuje, že tato data mohou být nejednoznačná a je třeba je pečlivě ověřit, než se předají veliteli zásahu. Přesto platí: čím hustší je síť přijímačů, tím kratší je poslední mezera ve stopě. Právě proto síť vznikla.
Užitek pro místní létání. Kluby vidí, kdo je ve vzduchu a kdo už přistál. Instruktoři mohou rozebrat výcvikové lety. Paraglidisté dostávají přes FANET údaje o větru z horských stanic přímo na variometr, což je v poryvovém odpoledni cennější než jakákoli předpověď.
Technické poznání. Stanice OGN je trvale běžící měřicí bod pro vlastní anténní systém. Mapa dosahu, která vznikne po pár týdnech, nemilosrdně ukáže, kde lokalita stíní, co doopravdy přinese předzesilovač a jak moc ruší sousední vysílač. Kdo už přijímá ADS-B nebo loví meteorologické sondy, ten efekt zná.
A nízký práh vstupu. Pro přijímací stanici není potřeba licence ani zkouška. To z ní dělá ideální projekt pro začátečníky, pro mládež v klubu a pro všechny, kdo chtějí nejdřív poslouchat a teprve potom vysílat.
Hardware
Nákupní seznam je krátký a nejdražší položkou je anténa, nikoli přijímač.
- Počítač: Raspberry Pi 3 nebo 4. Pi 4 je rozumná volba, protože FANET a PilotAware stojí další výpočetní výkon. Pi Zero nebo Pi 1 stačí jen na jednoduchý příjem s ústupky. Alternativně poslouží jakýkoli malý linuxový počítač nebo tenký klient.
- SDR klíčenka: RTL-SDR Blog V3 s TCXO, konektorem SMA a spínatelným bias-T je doporučení projektu. Pozor, což mnohé překvapí: novější V4 se pro OGN aktuálně výslovně nedoporučuje, protože v této aplikaci dopadá hůř. Kdo má v šuplíku jen V4, použije ji raději pro část s WebSDR.
- Anténa: vertikální všesměrová pro 868 MHz, kolineární s 5 až 9 dBi. Jako reference slouží rozšířená 165 cm dlouhá laminátová anténa třídy 9 dBi. Podstatná je vertikální polarizace a volný výhled.
- Volitelné, ale účinné: filtrovaný stožárový předzesilovač Uputronics přinese zhruba 3 až 5 dB, namontovaný přímo u antény a napájený přes bias-T. Kdo bydlí blízko silných vysílačů, potřebuje spíš dutinový filtr pro 863 až 870 MHz, jinak intermodulace sežere dosah.
- Kabel: krátký a kvalitní. Útlum před prvním zesilovačem jde přímo z citlivosti.
- Napájení a síť: stabilních 5 V, nejlépe pořádný zdroj a napájený USB hub, jakmile jsou připojeny dvě klíčenky. Síť kabelem, kde to jde.
Návod, část 1: stanice OGN
Základem je čerstvě nainstalovaný Raspberry Pi OS Lite se zapnutým SSH a aktualizovaným systémem. Postup sleduje oficiálního průvodce na wiki OGN, ve zkratce takto.
Instalace balíčků. Software potřebuje několik knihoven:
sudo apt update && sudo apt full-upgrade -y
sudo apt install -y libconfig9 libjpeg-dev libfftw3-dev procserv telnet lynx ntpsecNa novějších systémech chybí ve zdrojích balíček libjpeg8. Wiki popisuje dvě cesty, buď přeložit libjpeg ze zdrojů, nebo použít připravené binárky pro ARM64. Je to jediný krok, na kterém instalace na aktuálních obrazech pravidelně vázne, a důvod, proč řada stanic vědomě běží ještě na starším Raspberry Pi OS.
Stažení softwaru a vytvoření roury. Ze sekce ke stažení pochází balíček rtlsdr-ogn odpovídající stroji, pro Pi varianta GPU. Poté se v adresáři vytvoří pojmenovaná roura, přes kterou radiová část mluví s dekodérem:
cd ~/rtlsdr-ogn
mkfifo ogn-rf.fifoZměření kmitočtové odchylky. Klíčenky bez TCXO běží o pár ppm vedle, což stojí citlivost. Přiložený nástroj změří odchylku na kanálech GSM:
./gsm_scan --ppm 50 --gain 20U V3 s TCXO to lze vynechat a nechat FreqCorr na 0. Za provozu software stejně dokalibrovává přes GSM.
Zápis konfigurace. Soubor, zde mojestanice.conf, je přehledný. Polohu a výšku je nutné zadat přesně, software z nich odvozuje i regionální kmitočtový plán:
RF:
{
FreqCorr = 0; # ppm, u klíčenek s TCXO 0
BiasTee = 1; # napájení stožárového předzesilovače
DeviceSerial = "OGN01"; # jednoznačně adresuje klíčenku
PipeName = "ogn-rf.fifo";
} ;
Position:
{
Latitude = 46.6883; # desetinné stupně, sever a východ kladně
Longitude = 13.9186;
Altitude = 900; # metrů nad mořem
} ;
APRS:
{
Call = "OE8XYZ"; # max. 9 znaků, veřejně viditelné
} ;
HTTP:
{
Port = 8080; # stavová stránka stanice
} ;Jméno pod Call je veřejnou identitou stanice. Letiště používají svůj kód ICAO, soukromé stanice výmluvný název místa nebo vlastní volací značku. Bez zvláštních znaků, maximálně devět pozic.
Spuštění jako služba. Startovací skripty projektu používají procserv, konfigurační soubor se zapíše do /etc/rtlsdr-ogn.conf:
sudo service rtlsdr-ogn start
lynx http://localhost:8080Od této chvíle stanice běží. Stavová stránka na portu 8080 ukazuje úroveň šumu, přijaté pakety a seznam slyšených zařízení a za pár minut se stanice objeví na mapě live.glidernet.org. Kdo chce vidět, co dorazí k němu: jména přijímačů, která jsou tam vidět, jsou přesně tyto stanice, v Korutanech například LOKF u Osojského jezera.
Návod, část 2: OpenWebRX+ vedle
OpenWebRX+ je fork Marata Fayzullina, který původnímu OpenWebRX přidal celou řadu dekodérů: SSTV, FAX, AIS, POCSAG, FLEX, RDS, CW, RTTY, k tomu ADS-B, ACARS, VDL2 a HFDL. Instaluje se z repozitáře projektu, zde pro Debian Bookworm, na kterém stojí aktuální obrazy pro Pi:
curl -s https://luarvique.github.io/ppa/openwebrx-plus.gpg \
| sudo gpg --yes --dearmor -o /etc/apt/trusted.gpg.d/openwebrx-plus.gpg
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/openwebrx-plus.list <<<"deb [signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/openwebrx-plus.gpg] https://luarvique.github.io/ppa/bookworm ./"
sudo apt update
sudo apt install openwebrxDvě úskalí: repozitář původního OpenWebRX nesmí být na Bookwormu navíc zapsán, obsahuje balíčky pro Bullseye. A pro digitální hlasové módy je jednorázově potřeba sudo install-softmbe.sh. Kdo chce začít od nuly, vezme některý z hotových obrazů SD karty, musí ale vědět, že 32bitový obraz neobsluhuje Pi 5 a 64bitový vylučuje Pi 1, Pi 2 a Zero 1.
Poté se založí administrátorský účet, otevře se webové rozhraní na portu 8073 a v sekci zařízení se zapíše druhá klíčenka, adresovaná sériovým číslem místo indexu.
Kombinace: proč jsou dvě klíčenky nutností
Nasnadě ležící nápad obsloužit obě služby z jedné klíčenky nefunguje, a to ze tří důvodů.
Zaprvé, klíčenku RTL-SDR vždy obsadí právě jeden proces. Sdílení na úrovni ovladače neexistuje. Zadruhé, software OGN dělá přesně to, co sdílený provoz definitivně vylučuje: periodicky přelaďuje klíčenku do pásma GSM, aby sledoval chybu oscilátoru. Vodopád, který každých pár minut odskočí, není vodopád. Zatřetí, a to se často přehlíží, OpenWebRX+ nemá dekodér OGN. Jeho vestavěná větev ISM stojí na rtl_433 a čte rádiové senzory, neumí LoRa, a tedy ani FANET. Na 868 MHz jsou ve vodopádu vidět shluky, ale nic dekódovatelného z nich nevypadne.
Řešení je nevzrušivé: dvě klíčenky. Aby obě služby po restartu sáhly po správném zařízení, dostanou jednoznačná sériová čísla:
rtl_eeprom -d 0 -s OGN01
rtl_eeprom -d 1 -s WEBRX1Poté se v konfiguraci OGN nastaví DeviceSerial = "OGN01" a v OpenWebRX+ se druhá klíčenka vybere přes WEBRX1. Zbytek je provozní praxe a tři body jsou známé: USB porty Pi nedodají pro dvě klíčenky spolehlivě dost proudu, proto patří do sestavy napájený hub. Pod trvalou zátěží se zahřívá, takže chladiče nebo raději tichý ventilátor. A obě klíčenky by neměly být přímo vedle sebe, krátký USB prodlužovací kabel je znatelně oddělí.
Mimochodem, stejný vzor lze rozšířit. Wiki OGN výslovně popisuje provoz více přijímačů na čtyřjádrovém Pi, každý s vlastní rourou, vlastní konfigurací a vlastním HTTP portem. Kdo tedy chce OGN, ADS-B a WebSDR na jednom stroji, může to mít, musí to ale myslet vážně s napájením a chlazením.
Lokalita, dosah, očekávání
Na 868 MHz platí bezvýhradně přímá viditelnost. Anténa patří co nejvýš a co nejvolněji, každý metr výšky se vyplatí víc než každý decibel zisku. Na klidném místě je dosažitelných 50 až 100 kilometrů, s výhledem přes údolí i více. V blízkosti mobilních nebo rozhlasových vysílačů naopak dosah může spadnout na pár kilometrů, protože přijímač se dostane do intermodulace. Proti tomu pomáhá jen filtrace, nikoli větší zisk.
Pro alpský prostor to znamená: dobrými místy jsou svahy a horské stanice s výhledem do údolí, ne dno údolí. Kdo už provozuje stožár pro APRS nebo převaděč, má polovinu instalace hotovou. Kombinace exponované lokality a stanice schopné FANET má pro místní paraglidingovou scénu podstatně větší cenu než další stanice v již dobře pokryté nížině.
Ochrana údajů a právní rámec
Nejdřív to nejdůležitější, protože se o tom v letecké komunitě emotivně diskutovalo a dnes je to čistě vyřešeno: sledování lze vypnout. Kdo nechce být viditelný, nastaví příslušný příznak v databázi zařízení OGN (DDB) nebo v přístroji FLARM od firmwaru 6.x zapne volbu no-tracking. Poloha se pak ani nezobrazí, ani nezaznamená. Jako provozovatel stanice byste to měli umět vysvětlit, diskusi to okamžitě zbaví ostří.
K samotnému příjmu: přijímací stanice nevysílá, nepotřebuje tedy povolení. Vysílání v pásmu SRD jsou nešifrované polohové majáky, jejichž smyslem je právě to, aby je ostatní slyšeli. Při dalším šíření ale platí míra, telekomunikační tajemství nezná výjimku pro zajímavá data a OGN má vlastní pravidla použití pro předávání dat. Kdo napájí oficiální síť, pohybuje se uvnitř těchto pravidel. Kdo zveřejňuje vlastní analýzy, měl by je znát.
A upřesnění, které patří do každého popisu stanice: OGN není bezpečnostní systém. Protisrážkové varování probíhá v kabině, mezi přístroji, v reálném čase. Pozemní síť vidí jen to, co bylo náhodou v dosahu nějaké stanice, se zpožděním a s mezerami. Je to nástroj pro rozbor po letu, pro živé sledování a v nouzi pro pátrání, ne pro tu sekundu, kdy na tom záleží.
Co to stojí
- Raspberry Pi 4 se zdrojem, krabičkou a kartou: zhruba 90 až 120 eur
- RTL-SDR Blog V3: asi 35 eur, druhá klíčenka pro WebSDR stejně tolik
- Kolineární anténa pro 868 MHz: podle provedení 40 až 120 eur
- Kabel, konektory, materiál na stožár: 30 až 80 eur
- Volitelně stožárový předzesilovač nebo filtr: 40 až 90 eur
Celkem vyjde solidní dvojitá stanice zhruba na 250 až 400 eur, přičemž stožár obvykle už stojí. Pro srovnání: hotový variometr s FANET stojí víc. Kdo chce jen očichat terén, začne jedinou klíčenkou RTL-SDR a improvizovanou anténou a podívá se, co vůbec dorazí.
Závěr
Stanice OGN je jedním z mála projektů, kde se radost z kutění a skutečný užitek potkávají tak přímo. Náklad je jedno odpoledne plus montáž antény, provozní náklady pár wattů elektřiny, a na oplátku stojí přijímač v síti, která v nouzi dodá poslední známou polohu pohřešovaného.
Že na stejném stroji může běžet ještě WebSDR, je bonus. Pravidlo je jednoduché: jedna služba, jedna klíčenka, jednoznačná sériová čísla, pořádné napájení. Kdo se toho drží, má nakonec stroj, který slouží místnímu létání a zároveň otevírá vlastní příjem všem na webu. Pro koníček, který žije z poslouchání, to není špatná výměna.
73 – vaše redakce oeradio.at
Upozornění na transparentnost
Tento článek byl zpracován a napsán s podporou AI (Claude, Anthropic). Zdrojem byly mimo jiné wiki Open Glider Network se stránkami o hardwaru, instalaci na Raspberry Pi, konfiguračním souboru, více přijímačích, SAR a pravidlech opt-out, pokyny k balíčkům projektu OpenWebRX+ Marata Fayzullina, specifikace ADS-L agentury EASA pro pásmo SRD 860, projektové stránky k FANET a trackerům na ESP32 a živý dotaz na mapu OGN pro alpský prostor. Titulní obrázek ukazuje padákový kluzák nad vrcholem Gerlitzen v Korutanech (Foto: Superbass, CC BY-SA 4.0, přes Wikimedia Commons), další fotografie pocházejí rovněž z Wikimedia Commons a jsou uvedeny u jednotlivých vyobrazení. Redakční odpovědnost a kontrola jsou na redakci oeradio.at. Za správnost a úplnost neručíme, právní otázky řeší v jednotlivém případě příslušný telekomunikační úřad. Opravy a doplnění, klidně i od provozovatelů vlastních stanic OGN, na [email protected].
