ADS-B mit dem Raspberry

Automatic Dependent Surveillance ist eine Technologie, mit der die Flugsicherung die Flugzeugbewegungen im Luftraum überwacht. Wikipedia schreibt dazu: Die Luftfahrzeuge bestimmen selbständig ihre Position, beispielsweise über Satellitennavigationssysteme wie GPS mit European Geostationary Navigation Overlay Service und GLONASS. Die Position und andere Flugdaten, wie Flugnummer, Flugzeugtyp, Zeitstempel, Geschwindigkeit, Flughöhe und geplante Flugrichtung werden kontinuierlich – typischerweise einmal pro Sekunde – ungerichtet auf 1090 MHz abgestrahlt. Daher bezeichnet man das Verfahren als ADS-B (broadcast), genauer als ADS-B out für output.”

Mit Hilfe dieser Daten kann man dann beispielsweise bei flightaware oder flightradar24, Dienstleistern, die die Live-Daten auf Karten visualisieren und der Öffentlichkeit zugänglich machen, den weltweiten Flugverkehr beobachten und staunen, wie viel Kerosin doch in unsere Umwelt gepustet wird.

190316_222800flightawareFlugverkehr über Europa am 16. März 2019 um 22:28 Uhr (flightaware.com)

Wie kommen diese beiden Dienstleister nun zu den weltweiten Daten? Da die Aussendung der Signale vom Flugzeug ungerichtet und selbstständig erfolgt, sind diese auch überall und von jedermann empfangbar. Glücklicherweise liegt die Sendefrequenz bei 1090 MHz und damit im Bereich des DVBT. So genügt ein handelsüblicher DVBT-Empfänger USB Stick, die mitgelieferte DVBT-Stabantenne und ein Computer um selber ADS-B empfangen zu können.

In unserem Lab übernimmt die Aufgabe der Weiterverarbeitung der empfangenen Daten ein kleiner Raspberry Pi. Dort läuft als Betriebssystem Raspbian Stretch mit der Empfängersoftware für den DVBT-Empfänger dump1090-fa und der Software Piaware, die einen Server auf dem Raspberry Pi zur Verfügung stellt und die ADS-B Daten dort zusammen mit Karten von openstreetmap.org visualisiert.

PiAwareEmpfangene Piaware Daten unseres Raspberry Pi

Gleichzeitig werden die empfangenen Daten zu flightaware.com (und wenn man möchte auch zu flightradar24.com) hochgeladen, was dem Betreiber der empfangenden Bodenstation die kostenlose Mitgliedschaft in der Pro-Version freischaltet, und den beiden Dienstleitern ihr Geschäftsmodell durch das aufgebaute Netz der ADS-B Empfangsstationen erst ermöglicht.

Spannend sind nun zwei Aspekte: die beiden Dienstleister verheimlichen manche empfangenen Daten. Es werden nur Daten von Flugzeugen der kommerziellen Fluglinien veröffentlicht. Man kann gespannt sein, wann wir das erste Mal ein Flugzeug mit unserem Piaware sehen, das bei den Dienstleistern nicht erscheint.

Zum anderen ist da noch der Antennenbau. Die DVBT-Antenne ist nicht auf die 1090 MHZ der ADS-B Aussendungen abgestimmt. Wir empfangen zwar schon Signale von Flugzeugen in der Nähe von Frankfurt und von Nürnberg, mit einer passenden Antenne, die wir selber bauen werden, ist da aber sicherlich noch mehr herauszuholen. Außerdem ist der momentane Aufstellungsort unserer Antenne noch nicht optimal, da Hauswände die Empfangsrichtung Norden doch stark abschirmen. Hier muss die selbstgebaute Antenne dann für eine gute Rundumsicht auf das Schuldach.

Wir werden berichten, wenn es soweit ist.

Über Wolfgang Lormes

Ich bin Diplomphysiker und Lehrer für Physik und Mathematik am Markgraf-Georg-Friedrich Gymnasium in Kulmbach. Dort bin ich auch der MINT-Beauftragte, betreue die Robotik AG und das MGF-Lab, bin Fachbetreuer für Physik und Sammlungsleiter sowie der Stahlenschutzbeauftragte und führe eine Junior-Ingenieur-Akademie der Deutsche Telekom Stiftung.

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