Raspberry PI 4 : comment j’ai construit un système radio pour suivre le trafic aérien

Le confinement a parfois du bon. Alors que j’étais bloqué dans mon appartement londonien, la crise sanitaire m’a donné l’occasion de travailler sur divers projets mis en veilleuse depuis longtemps. Au cours des trois derniers mois, j’ai ainsi pu améliorer mon système photo, construire un nouvel appareil de mesure météorologique, m’adonner à la photographie de la faune de la capitale britannique mais aussi développer un système radio défini par logiciel pour suivre le trafic aérien en temps réel.

Ce système a pour objectif d’alimenter en données de localisation le trafic aérien via un réseau croissant de stations de suivi utilisant les positions GPS que la plupart des avions transmettent pour construire une carte mondiale du trafic. Cette approche, l’ADS-B, vise à permettre aux avions de se localiser plus facilement et au contrôle du trafic aérien de les suivre. Le fait que les données soient accessibles à tous n’est qu’un effet secondaire.

Il est assez facile de capter les signaux ADS-B : ils sont diffusés sur une fréquence connue, 1090 MHz, et doivent fournir des données dans un format déterminé. Si vous avez le bon récepteur, ces données binaires peuvent être rapidement traduites en coordonnées qui peuvent être tracées sur une carte, en utilisant les indicatifs d’appel pour rechercher le type et le propriétaire de l’avion. Vous avez probablement vu des services comme Flightradar24 et Flightaware qui offrent des informations ADS-B à toute personne disposant d’un navigateur web.

Des données ouvertes

Ces services obtiennent leurs données d’un réseau de volontaires, avec leurs propres récepteurs ADS-B. Généralement basées sur des logiciels libres, leurs stations de base sont assez faciles à construire et à déployer, utilisant des radios définies par logiciel pour recevoir les signaux ADS-B. La plupart sont basées sur un chipset populaire qui a été développé à l’origine pour ajouter des récepteurs de télévision numérique USB aux PC, avec un ensemble d’API qui permet de l’adapter facilement à d’autres utilisations.

La mise en place d’une station de base ADS-B est désormais aussi simple que d’obtenir un Raspberry Pi, de brancher un récepteur, et de télécharger et configurer une image système prête à l’emploi. Mon système est basé sur un Raspberry Pi 4 de 2 Go dans un boîtier de dissipateur de chaleur, avec une clé radio ADS-B de Flightaware, une antenne de bureau de 1090 MHz et une copie de la distribution du logiciel Piaware de Flightaware.

Basée sur Raspbian, Piaware est une distribution Linux avec tous les logiciels dont vous avez besoin pour travailler avec une radiocommande, y compris le décodeur Dump1090 ADS-B Mode S. Dump1090 est livré avec une application web intégrée qui cartographie les avions actuellement suivis et peut également être utilisé pour envoyer des données à d’autres applications et serveurs, aidant à alimenter les données dans les grands réseaux ADS-B publics.

Une installation simple et économique

Vous pouvez vous procurer des kits comprenant toutes les pièces nécessaires pour installer et faire fonctionner un récepteur ADS-B dans les magasins d’électronique pour une somme assez modique, de l’ordre d’une centaine d’euros. L’antenne de base fournie avec ces kits est un bon point de départ, surtout si vous avez un moyen de la faire fonctionner à l’extérieur.

La configuration d’un récepteur est assez simple. Vous aurez besoin de votre position GPS à 4 décimales, ainsi que de la hauteur approximative de votre antenne. Vous devrez également configurer les connexions réseau, soit Wi-Fi, soit Ethernet filaire.

La plupart de ces opérations peuvent être effectuées en éditant les fichiers de configuration sur la carte microSD Piaware, ce qui vous permet de traiter l’ensemble du système comme un appareil. Une fois les données de configuration en place, vous pouvez démarrer votre serveur et le laisser fonctionner. J’ai en outre configuré le mien pour utiliser SSH, ce qui me permet de m’y connecter depuis mon PC de bureau pour mettre à jour Raspbian et la pile Piaware si nécessaire.

D’autres approches existent

L’ADS-B n’est pas le seul moyen de suivre les avions. Tous les avions, en particulier les militaires, ne transmettent pas leurs données de vol. Cependant, la plupart d’entre eux n’ont pas au moins un transpondeur qui diffuse une identification et une altitude sur des fréquences connues.

Si vous disposez de suffisamment de récepteurs dans des positions connues, et d’une puissance de calcul suffisante, vous pouvez utiliser la physique de base pour identifier la position d’un avion. Cette approche est connue sous le nom de multilatération ou, plus communément, de MLAT.

Si vous disposez d’un récepteur, il est assez facile de rejoindre un ou plusieurs réseaux pour partager les signaux que vous recevez et aider à construire une carte en direct des avions dans le monde entier, en fournissant à la fois des données ADS-B et les informations brutes du transpondeur qui peuvent générer des données MLAT. En échange de vos données, vous aurez accès aux services d’abonnement des réseaux qui donnent des résultats meilleurs et plus détaillés que les services commerciaux gratuits – et bien sûr, sans aucune publicité.

Source : ZDNet.com