再探風雲 – 免費解碼軟件試用記

 

head

 

前言

仍然是 SDR 系列。

至今各 SDR 文章的反應是不錯的。初步引證了以 SDR 帶出工/課餘時間玩無線電的樂趣的方向是正確的。最高興是有同好提出發問和反饋,証明是用心看過文章。

上年的探空儀文章,所用到的軟件 SondeMonitor 是好,但始終是 21 試用版。過期之後,除非承惠歐羅 25 元,否則只是得個知字,不能繼續相關實驗。

歐羅 25 元 ,對已工作的人來說是說平不平,說貴不貴。但如是同學對此有興趣,這個價錢則是個負擔。

 

Why kg-rs

在搜尋高精度 SDR 手指時,瀏覽日本網站,無意中發現有日本 SDR 愛好者寫了不少 SDR 程式。雖其中一些已廢置不能下載。但還有一些仍可提供。

其中一個是 kg-rs。這是解碼探空儀軟件。既然是 free,我花一兩晚測試無妨。

對比 SondeMonitor,他的優點如下:

  • 免費
  • 介面為近年較流行的暗黑面,相比淺灰的 windows 格式介面較養眼。
  • eye diagram,可憑之了解訊號質量。
  • 可觀察 raw 資料,並輸出存檔。
  • 解碼後的電文可輸出存檔。

 

官網:
http://www2.plala.or.jp/hikokibiyori/soft/

介面是英文。上中格的是一堆日文亂碼。從官網顯示,是日本各地區的頻率表。睇唔到也沒影響。

cover

Cal reset,清除己顯示資料

Cal, 顯示 Calibration Display

DataRaw Data Frame 資料

Scroll,按下時間軸由上至下,否則時間軸暫停顯示

軟件無需安裝,下載解壓即可。按 –>IN 先進行簡單設定。音頻訊號仍是以 virtual audio cable feedkg-rs,要先 config kg-rs 的訊號源。

audio_input

 

實戰測試

測試目的除了看軟件是否兼容本地系統,還對比一下新舊 SDR 手指的 performance

時間,地點請參考前文。

頻率:403MHz

7:18pm,頻道監聽手機傳來 packet 聲。為免看倌以為要用貴的 1ppm 才可成事,SDR 手指仍是一向用開的淘寶 SDR 手指,價格約人仔 40-50

strongT2

 

留意這些 SDR 手指發熱後會發生偏頻情況,以我為例,訊號是約在 402.9xxMHz 出現。highlight 括住個 peak 即可,平野就是如此,不要鬥氣。

由於想試埋 log file 的實用性,所以在 kg-rs 按下 log

如設定無誤,開始後左上的 eye diagram 應有顯示,訊號良好的應是 sine wave 交錯顯示。有雜波即訊號不皆或干擾嚴重。如能成功解碼,右上角的 Frame 資料欄會顯示該 packet 的各 sensor 的原始數據。

Tx Freq 會顯示探空儀的設置發射頻率,左邊則列出的探空儀的 serial number

b1

 

留意,時間軸是和 SDR#waterfall 一樣,由上到下。即過了的 data 不能顯示出來,用者不能看到整個温濕度,氣壓與時間的關係的 full picture,是一敗筆。

這軟件可貴之處是將 packet 內的 raw data 顯示出來。

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f7

 

唯直至完稿之時,網上找不到該探空儀 packet format 的詳細資料,不能解讀 (如將 GPSdata 轉化為坐標,高度等)。

tempreduce

這是 calibration data 版面,探空儀升空約 40 分鐘後,中間的 Humidity 很固定 0.05%。温度徘徊在 –50c–70c ,大氣壓力則約是 800-1100hpa

上網詳看温濕度,氣壓與高度關係,就發現問題所在。

bookchap2-8

網上圖片

-50c 度的情況下,大氣壓力應不會如此高。究意是探空儀型號不同而錯誤解讀,或是本人的錯誤理解。暫歸究是本人這方面的知識不足。

 

R820T2 vs R820T

參看下圖

2 stick compare

下方是舊 SDR 手指。上方是新 SDR 手指。下方的線較散,多點。上方的線較連接。從此粗略推斷新手指的靈敏度較好。但不要忘記,探空儀正在高空盤旋,方位,高度也會
影響接收。

 

folder

由於開啟了 log 功能, folder 內會新增數個 subfolder。分別以 CSV 形式記錄了 raw data,和 sensor 資料。

Excel 導入 SensorCSV 檔,即可獲得該次記錄的圖表。由於單位不是已化了為攝氏和大氣壓力 hpa,所以只能是各讀數的相對比較。

chart

後記

免費的就是如此。儘管不能將坐標,高度等資料顯示,但 raw data 記錄已存檔。工科,電腦的同學如找到相關 packet 格式資料,導入 Raw data 即可成為一有趣的 project

而熱愛氣象的,透過長期觀察 excel 的圖表各 sensor 數字的對比,也可進一步了解決各參數與時間,季節的關係。

AgainRaw data,點樣用,如何用,還看你的創意。

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AIS 之役,船用 AIS 訊號接收苦戰之二

 

cover

 

前言

承之前有接收飛機 ,天文台探空儀以至收發國際太空站 APRS beacon 的經驗,接收船用的 AIS 訊號應無難度。怎知,最難就是佢。見證了欺山莫欺水。

再加上五月數周放假先來的雷暴和大驟雨,嚴重影響進度。儘管結果算勉強成功,拿出來分享一下,希望後進可承先啟後,做得更好。

 

What is AIS

全名是 Automatic Identification System。是民、商船用信標,內容包括 callsign ,航道,位置,航速航向,所屬船公司等資料。訊號有效距離約 74km

信標規格:

頻率: 161.975162.025 MHz,即 Marine Channel 87,88 。兩頻發出同樣訊息
訊號規格: GMSK 9600

解碼軟件:
ShipPlotter21日 無鎖試用版
或 免費組合
AIS monitor + OpenCPN

設定:
接收軟件 SDR# ,配 virtual Audio cable。硬件為一向用開的 SDR 手指。

ShipPlotter 設定:
首先,SDR#virtual  Audio Cable 按前文所述設好,這裡不重覆。

打開 ship plotter,options  => Audio => SoundCard =>Cable Output (VB-Audio Virtual Cable)。其他設定,基本上default已設好。

plotter_set

 

實戰

Round 1 
安裝完所需軟件後,到一向接收初測的球場熟習一下運作。初步觀察結果;在市區也可接收到該訊號,但好微弱。

swap I & Q 一定要 off,否則連 waterfall 也看不現訊號。
ham 的三頻手機天線,效果很差,在 waterfall 下訊號是散花的。用回 SDR 手指的拉桿天線反而更好。至於網上提到的特製 162MHz 天線,在制作所需時間考量後,放棄不從。

初步結論是市區訊號微弱導致未能成功解碼。擇日到尖東海旁再試。

 

Round 2
大雨連綿多日,在幾日後一個微微細雨的星期二下午到達尖東海旁測試。船不停在對開的海面運行,盡管在音頻格顯示有合理強度的訊號,但實際連基本的 packet 也解碼不到。

audio

sine wave icon 可顯示接收音頻情況

敗興而回。這時仍估計是設定問題。 SDR# 的設定是之前 DMR 解碼而設下的,再三檢查後,將設定更改如下:

bandwidth = 12.5MHz
Filter Order = 10
Filter OFF
Squelch OFF

跟著是斷續約半個月的大雨,我也懶得行動;雖然心是在倒數那 21日的試用期戲幾時到期。都好,終等到 1ppm SDR 手指送到。在到期前的一個星期天,雷暴警告和雨停取消後出發,作最後一搏。

Round 3

星期天,尖東海旁。儘管天氣不皆,但仍是滿街人,簡單來說,海邊是陸客,內圈則是外傭。本地人智商正常的根未不會這個鐘數來到這裡迫。

gndflr

 

這時侯,要發揮地頭蟲本能,找處沒人又可避雨的地方。上次一路試一路淋雨,根本試得不好。

art

這個指示牌,很好。是藝術館書店,而家的人唔睇書,仲要係 Art;所以這個牌是告訴你上面是無人的。

 

2ndflr

估計正確。別有洞天,你們在下面慢慢迫,唔使理我。

好開壇。

情況仍是一樣。不論以 shipplotterAISmon,兩頻儘管在 waterfall 顯示下 signal 頗強,但均食白果。

sdr_rich2

 

唯有換上 1ppm SDR 一試。結果是即時搞掂 !

1ppm

 

plot_d

這是綜合資料畫面。留意下中位置,有數字是收到 packet 的總數。等一會,packet 應被解碼顯示出來。

 

data1

data2

詳細的資料特寫

 

data3

這是船發出的 Raw 資料

接下來當然是希望用 map 將船的位置顯示出來。這裡花了很多寃枉時間去檢查 WiFi,以致開啟 notebook 內置的 GPS

map

按左的 MAP 連不上,左下顯示連不上 server

改用 AISmon,她連到 OpenCPN 是靠127.0.0.1的。但當設置了 IP 連接後,不到一分鐘就出現 error 訊息並自動關閉了。

ais_mon

 

overflow

 

事後檢討:

shipplotter 不應按 MAP icon,正確做法應是用 google earth 打開 shipplotter folder 內置的 kml file

AISmon 127.0.0.1 連不上並出現 error,應關掉防毒軟件再試。

後記

承前文,1ppm 手指用的二代 tuner chip 靈敏度較高,但用在這裡應不是關鍵。關鍵位應是接收 GMSK 9600bps 需精度較好的 SDR 手指。而普通裝的 R820T2 也己on hand。 今後的測試可用以作為 AB 比較。

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