Клубно-планерный трекер ZEN

[Hind]

Размещаю информацию о приборах взаимного отслеживания и предупреждения столкновений, разрабатываемых спортсменом-планеристом Воронежского планерного клуба "Сапсан" Александром Зюзиным. Александр пока не зарегистрирован на нашем форуме, только что зарегистрировался как Digi связывайтесь с ним через фейсбук или емэйл.

В двух словах, ZEN Tracker - это некий аналог FLARM, только дешевле и с подключением к наземной сети серверов. Изначально проект затеян, чтобы на планерных соревнованиях отслеживать гонку в реальном режиме времени наподобие того, что вы можете видеть вот в этом видео, и показывать живую трансляцию в интернете.

Однако, есть пара крайне важных свойств у прибора, расширяющих его функционал за пределы чисто гоночных интересов. Во-первых, наземные приемники это серверы Открытой Планерной Сети,  (Open Gliding Network - OGN) которые фактически APRS, так что данные с летящего трекера попадают в очень широкую сеть далеко за пределами отдельного аэроклуба. Во-вторых, каждый приемник является и ретранслятором данных,  пришедших с других трекеров, так что группа летящих аппаратов может видеть друг друга на очень далеких расстояниях. В радиусе действия наземного трекера увеличенной мощности в принципе можно организовать зону радиусом около 80-100 км, в которой все видят всех.

Сейчас, в начале 2018 года, собрана первая партия устройств, массовое применение планируется на российском этапе планерного Гран-При, который пройдет на аэродроме Усмань. Предварительно ожидается цена 1 устройства в районе 8000 рублей.

 

[Hind]

Теперь - что написал Александр в фейсбуке про технические детали:

Сейчас изготовлена тестовая партия трекеров, которая будет использоваться на Российском отборочном этапе Мирового Гран-При по планерному спорту. Соревнования состоятся в период с 16 по 27 мая 2018г. в г.Усмань Липецкой обл., на аэродроме Усмань-Шаршки.

По просьбам любителей авиации выкладываю фото и описание трекеров.
Если об устройстве коротко, то аппаратная часть дорабатывалась под конкретные задачи и на перспективу развития. Ну а программная весьма сильно переработана. Так как планирую этот проект вести и дальше, то тут сделано всё для того что бы ранее изготовленные модели могли быть обновлены до последних версий ПО одним простым движением, только вставить флешку и всё [ch128513]

Ниже описание:

Система питания:
- Устройство питается от напряжения 10 – 30В. Средний потребляемый ток 80 мА.
- Поддерживается два входа питания. С мониторингом напряжения и записью в файл.
- Система защиты батареи отключает питание трекера при снижении напряжения питания ниже 10В. Порог отключения питания устанавливается при изготовлении.
- Все внешние линии защищены фильтрами помех, которые обеспечивают нормальную работу бортовых средств радиосвязи.
- Трекер имеет порт USB A, который предназначен для зарядки и питания внешних потребителей. Он обеспечивает выходное напряжение 5В и ток до 2А. Идентифицируется устройствами как Dedicated Charging Port (DCP). Имеет защиту от короткого замыкания и перегрузки.

Радиоканал и протокол OGN:
- номинальная выходная мощность +18dbm;
- номинальная несущая частота 868.2 МГц (1 й канал) 2 канала на Европейской территории;
- длительность посылки 5 мс;
- Передача местоположения осуществляется 1 раз в 1 сек. Ретрансляция сигналов других трекеров 1раз в 5 сек. Ретранслируемые объекты выбираются исходя из аналитического признака радиодоступности. Число ретрансляций не более 3х.
(Для версий с выходной мощностью 2 Вт передача местоположения на повышенной мощности планируется 1 раз в 10 сек. В остальное время пакет передается на номинальной мощности.)
- Передача альтернативных пакетов, содержащих данные телеметрии, задаётся в настройках и может быть в интервале от 1 до 60 сек.

Функции устройства (только для полной версии отмечены *1, функции в процессе отладки знаком ^):
- передача и ретрансляция пакетов о местоположении и телеметрической^ информацией;
- запись полета в IGC формате. Для каждого полёта создается отдельный файл;
- запись лога телеметрической информации: ориентации ЛА в пространстве, перегрузки *1;
- запись статистической информации о полете;
- ведение журнала налета в защищенной энергонезависимой памяти с дублированием информации и самовосстановлением данных (сохраняется общий налёт, пройденый путь, средняя продолжительность полётов, средняя скорость, усредненные значения максимальной скорости, средние перегрузки);
- соединение с мобильными устройствами по Bluetooth, поддержка стандартного протокола FLARM + расширенный протокол;
- контроль за соединением и восстановление соединения при сбоях;
- встроенный звуковой вариометр 2Вт 4Ом;
- встроенный звуковой вариометр с настраиваемыми параметрами и поддержкой внешних датчиков давления *1;
- выход для подключения стрелочной измерительно головки для использования в качестве вариометра^ (макс ток ±1 мА );
- выход для подключения индикаторной панели FLARM^;
- USB интерфейс для настройки параметров при помощи приложения *1;
- конфигурация устройства с использованием файла на SD карте^;
- обновление прошивки с SD карты;

Органы управления и механические параметры:
- на передней панели расположены индикаторы режимов работы (Rx, Tx, состояние GPS, состояние SD, Bluetooth) а так же слот microSD карты. На задней панели расположены разъёмы для подключения порта расширения, питания, антенны радиомодуля, сервисного USB; дополнительно на переднюю панель могут быть выведены разъемы для подключения активной GPS антенны и радиомодуля. Тип разъемов SMA и SMA-RP;
- Устройство предназначено для стационарной установки на планера и самолеты и бортовым питанием 12 и 24 В. Корпус пластиковый 85*85*40 мм с лапками для монтажа;

 

[Hind]

А. Зюзин только что зарегистрировался как Digi

 

[Hind]

В фейсбучных комментариях подтвердили, что самодельные трекеры на протоколе OGN совместимы с трекером ZEN:
Самодельный OGN-трекер за менее чем 30$

 

[Digi]

Доброго времени суток всем. Если у кого либо есть какие либо предложения и пожелания, то с радостью готов обсудить. Хотелось бы что бы проект жил и развивался ну и конечно же приносил положительные впечатления от его использования  🙂

 

[Andsent]

Здравствуйте! Как осуществляется приём телеметрии и обработка?

 

[Digi]

Сейчас для отладочных целей использовался модем на базе RF69. Да и сами трекеры эти пакеты видят.  Ну а OGNSDR приемник, который используется на БС,  насколько мне известно, не поддерживает прием таких пакетов.  Эту возможность я указал,  как вариант для дальнейшего развития под какие либо задачи.

Кстати, после вылизывания текущей прошивки я приступлю к реализации поддержки блока внешних датчиков и IOIO  под XCSoar.

 

[Andsent]

Возможно ли вести приём на rtl sdr с визуализацией в реальном времени на свой сервис, к примеру на яндексе?

 

[Linar]

Для диапазона 868.0-868.2 МГц действующее ограничение ГКРЧ РФ по мощности
на выxоде передатчика - 10 мВт (Приложение 3 к решению ГКРЧ от 7 мая 2007 г. N 07-20-03-001) :

Полный вариант положения ГКРЧ:
https://minprom.ru/reshenie-gkrch-07-20-03-001-ot-07-05-2007/

Исxодя из заявленной номинальной мощности трэкера в 18 dBm (63 мВт) -
очевидно превышение максимально разрешённого значения в 6 раз.

Исxодя из заявленной пиковой мощности трэкера в 33 dBm (2000 мВт) -
очевидно превышение максимально разрешённого значения в 200 раз.

Следует отметить, что оригинальный разработчик OGN трэкера и
добровольные операторы наземныx OGN-приёмников в EC
предпочли остаться в правовом поле, ограничившись
мощностью в 25 мВт ( 14 dBm, максимум для обьединённой Европы )
а проблему малой зоны покрытия решают более частым размещением
наземныx приёмныx станций - примерно с интервалом 20-30 км.

Но видимо это "не наш метод" и потому в отечественном варианте автор предпочёл
до дури разогнать мощность передатчика. Вероятно, не обошлось
без подбадривания "из Москвы", от отдельныx горячиx голов ФПлС.

Ответственность за нарушениия в сфере разработки, производства и оборота РЭС и ВЧУ
предусмотрена статьями 13.3-13.8 КоАП РФ:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34661/06903336c1ca78ce20519ea20463b1d9a9b82547/

В данном случае, под статью попадают:
- разработчик и изготовитель ВЧУ ;
- оператор авиапарка воздушныx судов с установленными ВЧУ ;
- КВС летательного аппарата, допустивший в полёте работу данного ВЧУ в режиме передачи.

В случае зафиксированного правонарушения, многочисленные
- заказчики
- советчики
- болельщики
- наставники
- зрители
и прочая праздная публика, безусловно мгновенно самоустранятся,
оставив трёx ранее перечисленныx наедине с законом.

Какие бы собственные цели не преследовали разработчик/изготовитель ВЧУ,
оператор точки и организаторы соревнований,
для того, чтобы самому остаться в правовом поле, КВС имеет полное право держать
устройство с выключенным передатчиком на протяжении всего полёта. В случае
теxнической невозможности исключить только передачу - выключить устройство целиком.

 

[Digi]

Возможно ли вести приём на rtl sdr с визуализацией в реальном времени на свой сервис, к примеру на яндексе?

Возможно. База данных OGN является общедоступной и при помощи конвертера это можно преобразовать под любой формат.


@ Linar
С правовой точки зрения +18 dbm - да, превышает нормы. Но это ведь предельное значение, которое обеспечивает схемотехническое решение. Нуи как во всём цивилизованом мире, трекер изначально имеет +10dbm, а уж путем умелых действий пользователя, параметры могут быть улучшены до технически возможных. Так построена вся нормальная аппаратура, включая продукцию компании DJI. У них тоже ограничение 10 мВт и 500 метров в высоту. 

PS:  Для информации. В прошлом году на трекерах была мощность +13dbm и радиус действия составил около 80 км с одной базовой станцией. В этом году будут работать уже три базовых станции. А с учетом того, что трекеры могут ретранслировать свой сигнал,разрешенной мощности вполне достаточно.

 

[Hind]

Александр, а какова гарантированная  дальность приема "трекер-трекер", при условии прямой видимости в полете? А предельно-возможная?

Сильно ли увеличит дальность установка более развитых антенн?

 

[Digi]

Сейчас дальность связи трекер-трекер около 10 км. Выжать можно до 50-60 км. Теоретически возможная дальность связи при высотах ЛА 1000м составит 184 км. И более высокая мощность дальности не прибавит. 

 

[Hind]

Вроде как, тестирование в Усмани началось:
http://glidertracker.org/#lat=52.136&lon=40.007&z=10