Kto v lete stojí pri Osojskom jazere v Korutánsku a pozrie sa k vrcholu Gerlitzen, uvidí od neskorého predpoludnia prvé krídla krúžiť v termike. Čo vidieť nie je: väčšina z nich pritom vysiela. Každých pár sekúnd ide na 868 MHz krátky dátový paket s polohou, výškou, stúpaním a označením. Vetrone robia to isté pomocou FLARM, motorové klzáky a ultraľahké lietadlá čoraz častejšie pomocou ADS-L a hŕstka kutilov s doma stavanými trackermi na ESP32.
Prijímajú to pozemné stanice, ktoré dobrovoľne prevádzkujú rádioamatéri, kluby a letiská. Sieť za nimi sa volá Open Glider Network, skrátene OGN, a nie je ničím iným než množstvom malých linuxových počítačov s SDR kľúčom a anténou. Kto už má stožiar, postaví takú stanicu za jedno popoludnie. A keďže Raspberry Pi dnes zvládne viac než jedinú úlohu, môže na tom istom zariadení bežať ešte vlastný WebSDR. Presne o tom je tento článok: čo tam hore vlastne lieta, prečo sa oplatí zapojiť a ako dostať OGN a OpenWebRX+ vedľa seba na jedno zariadenie.
Čo tam hore vlastne vysiela
Ide o európske pásmo SRD na 868 MHz. Je bezlicenčné, výkonovo obmedzené a popri rádiových senzoroch, inteligentných meračoch a sieťach LoRa mesh hostí aj drobnú elektroniku športového lietania. Podstatné sú štyri systémy.
FLARM je klasika plachtenia. Pôvodne postavený ako protizrážkové varovanie medzi vetroňmi vysiela polohu a vektor letu do okolia, aby prístroje v kabíne mohli varovať. Práve tieto vysielania OGN zachytil a až tým sa celá sieť stala zaujímavou.
FANET je obdoba pre padákové a závesné klzáky. Používa LoRa v tom istom pásme, pochádza od výrobcu variometrov Skytraxx a protokol je otvorene zdokumentovaný. Nájdete ho v prístrojoch Skytraxx, Syride, Naviter a v majákoch okolo platformy burnair. FANET vie dve veci, ktoré ho odlišujú: piloti sa vidia priamo, bez akejkoľvek infraštruktúry, a navyše prenáša dáta meteostaníc a hlásenia o termike.
ADS-L je nová, oficiálna cesta. EASA zverejnila technickú špecifikáciu pre pásmo SRD 860 začiatkom roka 2023, používa 868,2 a 868,4 MHz plus 869,525 MHz a je zámerne navrhnutá tak, aby sa mohol zapojiť existujúci hardvér. Pre rádioamatérov je zaujímavé najmä to, že prvýkrát existuje otvorený, úradmi potvrdený štandard pre elektronickú viditeľnosť v ľahkom letectve.
Doma stavané trackery bežia na doskách ESP32, typicky na LilyGO T-Beam s rádiovým čipom SX1276 a GPS, za menej než 40 eur. Firmvér je open source a podľa projektu vysiela OGN, FANET, ADS-L a PilotAware. Dôležité pre staviteľov: často odkazovaný repozitár esp32-ogn-tracker už roky nie je udržiavaný, aktuálny je pjalocha/ogn-tracker, alternatívou je SoftRF. A variant pásma musí sedieť, v Európe 868 MHz.
Prečo to robiť
Najúprimnejšia odpoveď najskôr: pretože v pokrytí sú diery a dajú sa zaceliť. Sieť OGN je nad Alpami hustá, ale nie súvislá, a diery bývajú tam, kde stoja hory v ceste a nikto neprevádzkuje prijímač. Rádioamatér so stožiarom na svahu často pokryje práve tú dolinu, ktorú nikto iný nepočuje.
Z toho plynú štyri hmatateľné dôvody.
Pátranie a záchrana. To je bod, ktorý rozhoduje. Keď sa lietadlo alebo krídlo pohreší, sú posledné prijaté polohy tým najcennejším, čo záchranári môžu dostať. OGN na to drží živé dáta, archivované stopy a FlightBook, ktorým možno aj neregistrované zariadenia zúžiť podľa miesta a času vzletu. Projekt sám upozorňuje, že tieto dáta môžu byť nejednoznačné a treba ich starostlivo overiť, kým sa odovzdajú veliteľovi zásahu. Napriek tomu platí: čím hustejšia je sieť prijímačov, tým kratšia je posledná medzera v stope. Práve na to sieť vznikla.
Úžitok pre miestne lietanie. Kluby vidia, kto je vo vzduchu a kto už pristál. Inštruktori môžu rozobrať výcvikové lety. Paraglidisti dostávajú cez FANET údaje o vetre z horských staníc priamo na variometer, čo je v nárazovom popoludní cennejšie než akákoľvek predpoveď.
Technické poznanie. Stanica OGN je trvalo bežiaci merací bod pre vlastnú anténnu sústavu. Mapa dosahu, ktorá vznikne po pár týždňoch, nemilosrdne ukáže, kde lokalita tieni, čo naozaj prinesie predzosilňovač a ako veľmi ruší susedný vysielač. Kto už prijíma ADS-B alebo loví meteorologické sondy, ten efekt pozná.
A nízky prah vstupu. Na prijímaciu stanicu netreba licenciu ani skúšku. To z nej robí ideálny projekt pre začiatočníkov, pre mládež v klube a pre všetkých, ktorí chcú najprv počúvať a až potom vysielať.
Hardvér
Nákupný zoznam je krátky a najdrahšou položkou je anténa, nie prijímač.
- Počítač: Raspberry Pi 3 alebo 4. Pi 4 je rozumná voľba, pretože FANET a PilotAware stoja ďalší výpočtový výkon. Pi Zero alebo Pi 1 stačí len na jednoduchý príjem s ústupkami. Alternatívne poslúži akýkoľvek malý linuxový počítač alebo tenký klient.
- SDR kľúč: RTL-SDR Blog V3 s TCXO, konektorom SMA a prepínateľným bias-T je odporúčanie projektu. Pozor, čo mnohých prekvapí: novšia V4 sa pre OGN aktuálne výslovne neodporúča, pretože v tejto aplikácii dopadá horšie. Kto má v zásuvke len V4, použije ju radšej pre časť s WebSDR.
- Anténa: vertikálna všesmerová pre 868 MHz, kolineárna s 5 až 9 dBi. Ako referencia slúži rozšírená 165 cm dlhá laminátová anténa triedy 9 dBi. Podstatná je vertikálna polarizácia a voľný výhľad.
- Voliteľné, ale účinné: filtrovaný stožiarový predzosilňovač Uputronics prinesie zhruba 3 až 5 dB, namontovaný priamo pri anténe a napájaný cez bias-T. Kto býva blízko silných vysielačov, potrebuje skôr dutinový filter pre 863 až 870 MHz, inak intermodulácia zožerie dosah.
- Kábel: krátky a kvalitný. Útlm pred prvým zosilňovačom ide priamo z citlivosti.
- Napájanie a sieť: stabilných 5 V, najlepšie poriadny zdroj a napájaný USB rozbočovač, hneď ako sú pripojené dva kľúče. Sieť káblom, kde sa dá.
Návod, časť 1: stanica OGN
Základom je čerstvo nainštalovaný Raspberry Pi OS Lite so zapnutým SSH a aktualizovaným systémom. Postup sleduje oficiálneho sprievodcu na wiki OGN, v skratke takto.
Inštalácia balíkov. Softvér potrebuje niekoľko knižníc:
sudo apt update && sudo apt full-upgrade -y
sudo apt install -y libconfig9 libjpeg-dev libfftw3-dev procserv telnet lynx ntpsecNa novších systémoch chýba v zdrojoch balík libjpeg8. Wiki opisuje dve cesty, buď preložiť libjpeg zo zdrojov, alebo použiť pripravené binárky pre ARM64. Je to jediný krok, na ktorom inštalácia na aktuálnych obrazoch pravidelne viazne, a dôvod, prečo viaceré stanice vedome bežia ešte na staršom Raspberry Pi OS.
Stiahnutie softvéru a vytvorenie rúry. Zo sekcie na stiahnutie pochádza balík rtlsdr-ogn zodpovedajúci stroju, pre Pi variant GPU. Potom sa v adresári vytvorí pomenovaná rúra, cez ktorú rádiová časť hovorí s dekodérom:
cd ~/rtlsdr-ogn
mkfifo ogn-rf.fifoZmeranie frekvenčnej odchýlky. Kľúče bez TCXO bežia o pár ppm vedľa, čo stojí citlivosť. Priložený nástroj zmeria odchýlku na kanáloch GSM:
./gsm_scan --ppm 50 --gain 20Pri V3 s TCXO to možno vynechať a nechať FreqCorr na 0. Za prevádzky softvér aj tak dokalibrováva cez GSM.
Zápis konfigurácie. Súbor, tu mojastanica.conf, je prehľadný. Polohu a výšku treba zadať presne, softvér z nich odvodzuje aj regionálny frekvenčný plán:
RF:
{
FreqCorr = 0; # ppm, pri kľúčoch s TCXO 0
BiasTee = 1; # napájanie stožiarového predzosilňovača
DeviceSerial = "OGN01"; # jednoznačne adresuje kľúč
PipeName = "ogn-rf.fifo";
} ;
Position:
{
Latitude = 46.6883; # desatinné stupne, sever a východ kladne
Longitude = 13.9186;
Altitude = 900; # metrov nad morom
} ;
APRS:
{
Call = "OE8XYZ"; # max. 9 znakov, verejne viditeľné
} ;
HTTP:
{
Port = 8080; # stavová stránka stanice
} ;Meno pod Call je verejnou identitou stanice. Letiská používajú svoj kód ICAO, súkromné stanice výstižný názov miesta alebo vlastnú volaciu značku. Bez zvláštnych znakov, maximálne deväť pozícií.
Spustenie ako služba. Štartovacie skripty projektu používajú procserv, konfiguračný súbor sa zapíše do /etc/rtlsdr-ogn.conf:
sudo service rtlsdr-ogn start
lynx http://localhost:8080Odteraz stanica beží. Stavová stránka na porte 8080 ukazuje úroveň šumu, prijaté pakety a zoznam počutých zariadení a o pár minút sa stanica objaví na mape live.glidernet.org. Kto chce vidieť, čo dorazí k nemu: mená prijímačov, ktoré tam vidno, sú presne tieto stanice, v Korutánsku napríklad LOKF pri Osojskom jazere.
Návod, časť 2: OpenWebRX+ vedľa
OpenWebRX+ je fork Marata Fayzullina, ktorý pôvodnému OpenWebRX pridal celý rad dekodérov: SSTV, FAX, AIS, POCSAG, FLEX, RDS, CW, RTTY, k tomu ADS-B, ACARS, VDL2 a HFDL. Inštaluje sa z repozitára projektu, tu pre Debian Bookworm, na ktorom stoja aktuálne obrazy pre 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 openwebrxDve úskalia: repozitár pôvodného OpenWebRX nesmie byť na Bookworme navyše zapísaný, obsahuje balíky pre Bullseye. A pre digitálne hlasové módy je jednorazovo potrebné sudo install-softmbe.sh. Kto chce začať od nuly, vezme niektorý z hotových obrazov SD karty, musí však vedieť, že 32-bitový obraz neobsluhuje Pi 5 a 64-bitový vylučuje Pi 1, Pi 2 a Zero 1.
Potom sa založí správcovské konto, otvorí sa webové rozhranie na porte 8073 a v sekcii zariadení sa zapíše druhý kľúč, adresovaný sériovým číslom namiesto indexu.
Kombinácia: prečo sú dva kľúče nutnosťou
Nápad obslúžiť obe služby z jedného kľúča nefunguje, a to z troch dôvodov.
Po prvé, kľúč RTL-SDR vždy obsadí práve jeden proces. Zdieľanie na úrovni ovládača neexistuje. Po druhé, softvér OGN robí presne to, čo zdieľanú prevádzku definitívne vylučuje: pravidelne preladí kľúč do pásma GSM, aby sledoval chybu oscilátora. Vodopád, ktorý každých pár minút odskočí, nie je vodopád. Po tretie, a to sa často prehliada, OpenWebRX+ nemá dekodér OGN. Jeho vstavaná vetva ISM stojí na rtl_433 a číta rádiové senzory, nevie LoRa, a teda ani FANET. Na 868 MHz vidno vo vodopáde zhluky, ale nič dekódovateľné z nich nevypadne.
Riešenie je nevzrušivé: dva kľúče. Aby obe služby po reštarte siahli po správnom zariadení, dostanú jednoznačné sériové čísla:
rtl_eeprom -d 0 -s OGN01
rtl_eeprom -d 1 -s WEBRX1Potom sa v konfigurácii OGN nastaví DeviceSerial = "OGN01" a v OpenWebRX+ sa druhý kľúč vyberie cez WEBRX1. Zvyšok je prevádzková prax a tri body sú známe: USB porty Pi nedodajú pre dva kľúče spoľahlivo dosť prúdu, preto patrí do zostavy napájaný rozbočovač. Pod trvalou záťažou sa zahrieva, takže chladiče alebo radšej tichý ventilátor. A oba kľúče by nemali byť priamo vedľa seba, krátky USB predlžovací kábel ich citeľne oddelí.
Mimochodom, rovnaký vzor sa dá rozšíriť. Wiki OGN výslovne opisuje prevádzku viacerých prijímačov na štvorjadrovom Pi, každý s vlastnou rúrou, vlastnou konfiguráciou a vlastným HTTP portom. Kto teda chce OGN, ADS-B a WebSDR na jednom stroji, môže to mať, musí to však myslieť vážne s napájaním a chladením.
Lokalita, dosah, očakávania
Na 868 MHz platí bezvýhradne priama viditeľnosť. Anténa patrí čo najvyššie a čo najvoľnejšie, každý meter výšky sa vyplatí viac než každý decibel zisku. Na pokojnom mieste je dosiahnuteľných 50 až 100 kilometrov, s výhľadom cez dolinu aj viac. V blízkosti mobilných alebo rozhlasových vysielačov naopak dosah môže spadnúť na pár kilometrov, pretože prijímač sa dostane do intermodulácie. Proti tomu pomáha len filtrácia, nie väčší zisk.
Pre alpský priestor to znamená: dobrými miestami sú svahy a horské stanice s výhľadom do doliny, nie dno doliny. Kto už prevádzkuje stožiar pre APRS alebo prevádzač, má polovicu inštalácie hotovú. Kombinácia exponovanej lokality a stanice schopnej FANET má pre miestnu paraglidingovú scénu podstatne väčšiu cenu než ďalšia stanica v už dobre pokrytej nížine.
Ochrana údajov a právny rámec
Najprv to najdôležitejšie, pretože sa o tom v leteckej komunite emotívne diskutovalo a dnes je to čisto vyriešené: sledovanie sa dá vypnúť. Kto nechce byť viditeľný, nastaví príslušný príznak v databáze zariadení OGN (DDB) alebo v prístroji FLARM od firmvéru 6.x zapne voľbu no-tracking. Poloha sa potom ani nezobrazí, ani nezaznamená. Ako prevádzkovateľ stanice by ste to mali vedieť vysvetliť, diskusii to okamžite zoberie ostrie.
K samotnému príjmu: prijímacia stanica nevysiela, nepotrebuje teda povolenie. Vysielania v pásme SRD sú nešifrované polohové majáky, ktorých zmyslom je práve to, aby ich ostatní počuli. Pri ďalšom šírení však platí miera, telekomunikačné tajomstvo nepozná výnimku pre zaujímavé dáta a OGN má vlastné pravidlá použitia pre odovzdávanie dát. Kto napája oficiálnu sieť, pohybuje sa vnútri týchto pravidiel. Kto zverejňuje vlastné analýzy, mal by ich poznať.
A spresnenie, ktoré patrí do každého opisu stanice: OGN nie je bezpečnostný systém. Protizrážkové varovanie prebieha v kabíne, medzi prístrojmi, v reálnom čase. Pozemná sieť vidí len to, čo bolo náhodou v dosahu nejakej stanice, s oneskorením a s medzerami. Je to nástroj na rozbor po lete, na živé sledovanie a v núdzi na pátranie, nie na tú sekundu, keď na tom záleží.
Čo to stojí
- Raspberry Pi 4 so zdrojom, škatuľkou a kartou: zhruba 90 až 120 eur
- RTL-SDR Blog V3: asi 35 eur, druhý kľúč pre WebSDR rovnako toľko
- Kolineárna anténa pre 868 MHz: podľa vyhotovenia 40 až 120 eur
- Kábel, konektory, materiál na stožiar: 30 až 80 eur
- Voliteľne stožiarový predzosilňovač alebo filter: 40 až 90 eur
Celkovo vyjde solídna dvojitá stanica zhruba na 250 až 400 eur, pričom stožiar zvyčajne už stojí. Pre porovnanie: hotový variometer s FANET stojí viac. Kto chce len ovoňať terén, začne jediným kľúčom RTL-SDR a improvizovanou anténou a pozrie sa, čo vôbec dorazí.
Záver
Stanica OGN je jedným z mála projektov, kde sa radosť z kutilstva a skutočný úžitok stretávajú tak priamo. Náklad je jedno popoludnie plus montáž antény, prevádzkové náklady pár wattov elektriny, a na oplátku stojí prijímač v sieti, ktorá v núdzi dodá poslednú známu polohu nezvestného.
Že na tom istom stroji môže bežať ešte WebSDR, je bonus. Pravidlo je jednoduché: jedna služba, jeden kľúč, jednoznačné sériové čísla, poriadne napájanie. Kto sa toho drží, má nakoniec stroj, ktorý slúži miestnemu lietaniu a zároveň otvára vlastný príjem všetkým na webe. Pre koníček, ktorý žije z počúvania, to nie je zlá výmena.
73 – vaša redakcia oeradio.at
Upozornenie na transparentnosť
Tento článok bol spracovaný a napísaný s podporou AI (Claude, Anthropic). Zdrojom boli okrem iného wiki Open Glider Network so stránkami o hardvéri, inštalácii na Raspberry Pi, konfiguračnom súbore, viacerých prijímačoch, SAR a pravidlách opt-out, pokyny k balíkom projektu OpenWebRX+ Marata Fayzullina, špecifikácia ADS-L agentúry EASA pre pásmo SRD 860, projektové stránky k FANET a trackerom na ESP32 a živý dopyt na mapu OGN pre alpský priestor. Titulný obrázok ukazuje padákový klzák nad vrcholom Gerlitzen v Korutánsku (Foto: Superbass, CC BY-SA 4.0, cez Wikimedia Commons), ďalšie fotografie pochádzajú takisto z Wikimedia Commons a sú uvedené pri jednotlivých vyobrazeniach. Redakčná zodpovednosť a kontrola sú na redakcii oeradio.at. Za správnosť a úplnosť neručíme, právne otázky rieši v jednotlivom prípade príslušný telekomunikačný úrad. Opravy a doplnenia, pokojne aj od prevádzkovateľov vlastných staníc OGN, na [email protected].
