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 Récepteur FPGA BEAST et utilisation des faisceaux radars / FPGA BEAST receiver and Beamfinder

Le positionnement par multilatération des avions ne donnant pas leur position, ainsi que détaillé plus haut, impose, d'une part d'être connecté en réseau de partage de données, et d'autre part ne permet pas de déterminer de position s'il n'y a pas assez de participants partageant leurs données pour cet avion.

Positioning position-less aircraft using Multilateration as detailed above, requires first to be in a network data sharing, and is useless if there are not enough participants sharing their datas for that plane.

Une nouvelle fonctionalité dans PlanePlotter permet de s'afranchir de ces contraintes, avec il est vrai une précision moindre, en utilisant les "pings" radars que les radars secondaires génèrent par leur interrogation de ces avions sans position.
Chaque radar a un identifiant II ou SI qui lui est propre  (sauf dans le cas de mise en cluster, ou de distance importante entre deux radars de même II ou SI) et qui est inséré dans les messages d'interrogation. L'avion sans position répond à chaque interrogation par un message
(DF11) comportant l'identifiant du radar interrogateur .

A new feature in PlanePlotter  allows to overcome these constraints, it is true with less precision, from the "pings" the secondary radars generate through their interrogation of those position-less  aircrafts .
Each radar has it's own and unique  II or SI identifier code (except in the case of clustering, or significant distance between two radars II or SI) that is inserted into the query messages. The position-less aircraft  answers every question with a message (DF11) having the identifier of the interrogating radar.

Cet identifiant doit être récupéré par le récepteur  Ads-B , qui doit  pouvoir fonctionner en mode "raw datas". Ce n'est donc pas possible avec les récepteurs SBS-1 ou Radar-box, mais possible avec les récepteurs AVR, à PIC(PicadsB, microadsb-stick) , PGR, FPGA Beast

This identifier must be recovered by the Ads-B receiver , which must operate in "raw datas" mode. This is not possible with SBS-1 or radar-box receivers , but possible with AVR, PIC (PicadsB, microadsb-stick), PGR, FPGA Beast receivers .

Donc en connaissant la position géographique du radar, et l'azimut de l'avion au moment de l'intérrogation, on peut,
dans la mesure ou l'on a plusieurs radars identifiés interrogeant l'avion, déterminer sa position géographique . Les différentes lignes d'azimuth se croisant à la position de l'avion

So If we know the location of the radar, and the azimuth of the aircraft, seen from the radar position at the time of the interrogation, we may, to the extent that we have several identified radars questioning the plane, determine its location. The different azimuth lines intersecting at the position of the aircraft

Afin d'avoir une référence d'azimuth,  en connaissant avec précision la position géographique de ce radar,  on calcul l'azimuth  par rapport à la position du radar sur un avion  envoyant sa position (DF17). Ensuite, connaissant la vitesse de rotation de l'antenne on peut calculer l'azimuth du faisceau radar à l'instant To + dT, ou encore, si à l'instant To + dT nous avons une réponse d'un avion à l'interrogation du radar, alors nous pouvons déterminer la direction de cet avion par rapport à la position du radar.

To have an azimuth reference for a given radar, knowing the precise location of this radar, we calculate the azimuth, as refered to this radar position, of an aircraft sending its position (DF17). Then, knowing the speed of rotation of the antenna, one can calculate the azimuth of the radar beam at time To + dT, or if at time To + dT we have an answer from one aircraft to interrogating radar, then we can determine the direction of the aircraft's position relative to the radar.

ping radar
 
Nous avons donc dans Planeplotter un fichier base de données des radars mode-S, 
qui est lu au démarrage de PP, et comportant l'identifiant II ou SI, les coordonnées géographiques et la vitesse de rotation de l'antenne .

Planeplotter as a database file of mode-S radar, which is read at start of PP, and having the ID or II  identifier code, geographical coordinates and the rotation speed of the antenna.

En sélectionnant un avion avec position sur la carte, nous pouvons voir les pings de tous les radars auquel cet avion répond sous forme de ligne ou  faisceau de lignes  entre le radar et l'avion. (ci-dessus)

By selecting a plane with a position on the map, we can see the pings of all radars this aircraft  repply, as a beam line or lines between the radar and the aircraft. (above)

Si nous sélectionnons un avion sans position dans la liste des avions, nous verrons alors sur la carte ou le contour  les faisceaux convergeants vers la position de l'avion. (ci-dessous)

If we select a position-less aircraft in the aircraft , then we will see on the chart or outline beams converging towards the position of the aircraft. (below)

sansposition

Identifiant II / SI - II/SI ID

beams

La fenêtre ci-dessus permet d'identifier les faisceaux radars par leurs codes II ou SI. Nous avons, séparés par les lignes horizontales bleues,  des blocs de 10 codes II ou SI.

The window above allows the identification of radar beams by their II or SI codes . We have, separated by blue horizontal lines, blocks of 10 II or SI codes .

Chaque point de couleur indique la valeur II ou SI, suivant le code de couleur normalisé en électronique
0=noir 1=marron  2=rouge  3=orange  4=jaune  5=vert  6=bleu  7=violet  8=gris  9=blanc
Each colored dot indicates the value II or SI , following the standard color code  in electronics
0 = black   1 = brown   2 = red   3 = orange   4 = yellow   5 = green   6 = Blue   7 = Violet   8 = Grey   9 = White

A partir du haut de la fenêtre: /From the top of the window:
code II=1 à II=9
code II=10 à II=15  (il n'y a que 15 valeurs de code II) / There are only 15 II codes
Code SI=1 à SI=9
Code SI=10 à SI=19
Code SI=20 à SI=29
Code SI=30 à SI=39
Code SI=40 à SI=49
Code SI=50 à SI=59
Code SI=60 à SI=63 (Il n'y a que 63 valeurs codes SI)
/ There are a total of 63 SI codes

Par exemple un point jaune dans la 5e bande correspond au code SI=24
For example, a yellow dot in the 5th band corresponds to the SI code = 24

De plus nous constatons horizontalement des groupes de même couleur apparaissant à interval régulier. Ceci est du à la rotation de l'antenne radar qui "éclaire" la même cible à interval régulier. Cet interval correspond à environ 4 secondes pour une vitesse de rotation de l'antenne de 15 tr/minute. Ce phénomème est d'autant plus marqué que le secteur radar couvrant notre zone de coverture est étroit.
Un radar qui serait situé à notre position géographique éclairerait les avions de notre zone sur 360 degrés, alors qu'un radar situé par exemple très à l'est n'aurait un secteur de couverture de notre zone que de quelques degrés

In addition we find horizontal groups of the same color appearing at regular intervals. This is due to the radar antenna rotation which "pings" the same aircraft at regular intervals. This interval corresponds to about 4 seconds for a rotation speed antenna of 15 rpm. This phenomenon is even morepronounced than the radar sector covering our area is narrow.
A Radar located at our geographical position will pings aircraft over 360 degrees, while a radar located far away in the east direction would have a coverage sector of our coverage area of only a few degrees

Zone de couverture de Paris-Sud II=03 et Pierre-sur-Haute II=11 
Coverage area of Paris-SUD II=03 and Pierre-sur-Haute SSR II=11

Parissud

PSH