気ままっぷりK.Gブログ

K.Gの気ままプログラム・無線・飛行機・写真のブログ

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アキバへ行ってきました

ちょうど関東へ用事があったので、
足を伸ばしてアキバへ行ってきました。
お目当てはGPSレシーバです。
前から秋月のGPSレシーバモジュールや
USBレシーバが気になっていました。
レシーバモジュールを使えば
シンプルかつ応用も利くなぁと思いつつも、
やはりパソコンとの利便性を考えて、
USBタイプにしました(写真右)
DSC_0068.jpg
あと、前々からひとつあると便利だなぁと
思っていたDDSキットを入手。
そこそこ高価なので迷いましたが…。
これで10.7MHz→10kHzの
IFダウンコンバータ2号機を製作予定です。
1号機は近々ご紹介いたします(^^;

帰ってきてさっそくGPSレシーバの位置情報を
KG-AISに取り込むプログラムに着手。
無事にKG-AISで現在位置を表示させることに
成功しました。
これでKG-AISで一通りの機能を盛り込んだので、
これからはKG-AISをまとめあげていきたいと思います。

hamaさんへ
 ご協力ありがとうございました。
 これからもよろしくお願いいたします。
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KG-AIS近況

昨日本を求めに出たついでに、
天気が良かったので少し遠くまで
バイクに乗ってきました。
いやぁ、やはりバイクはいいですね~~、
でも今日になって体がお疲れモードです…(--;

さて、KG-AISですが順調?に進んでおります。
デコーダまわりの作りこみは終えて、
現在表示関係を仕上げています。

表示関係で新しく追加したのは、
レーダーレンジ?(本当の名前はなんだろう…)表示と、
トラックモードです。
ais1.png
レーダーレンジはもちろん海里単位です。
改めてこうしてみると、レーダーっぽい雰囲気がでますね。
またトラックモードとは、
選択した船舶を自動的に常にマップの真ん中に保つとともに、
受信した船首方位を上に表示するものです。
これであたかもその船のレーダーに表示されるように、
岸や他の船舶を見ることができます。
特に港などに入るようなときはとても面白いです。
この方法を使えば、PCに接続したGPSから
自分の位置や進行方向を表示させることも可能です。
今度GPS受信装置を用意しなくては…。
秋月あたりのがお手軽でいいかな…?

また地図表示はSBS-1で使われているOUTフォーマットに対応しました。
なぜOUTフォーマットに対応したかというと、
港などでは地図を細かく見たい場合があり、
その際NOAAのCoastline Extractorでは解像度が低いため、
自分でマップを作成できるツールがあるOUTフォーマットを
インポートできるようにしたためです。
また、OUTファイルは違う線種を同じファイルに記述できるので、
岸や道路、建物も描画することができます。
これを使って新潟県の直江津港のマップを作ってみました。
道路はまだ未完成ですが…。
ais2.png
ちなみに地図の倍率は8000倍まで設定できます。
また、倍率によって地図データを切り替える必要がでたため、
ソフト起動時に地図ファイルを検索し、
ソフト上でそのファイルを切り替えるようにしました。
低倍率で高解像度の表示は必要ありませんから…。
ちなみに今までどうり、NOAAのCoastline Extracotrで作成した
地図データは使用することができます。

NAVTEXデコーダは問題なく組み込みは完了しています。
現在はとりあえず受信して表示するのみですが、
ログ出しなどで受信の日付時刻は欲しいなぁと考えています。
NAVTEXデコーダは、これはこれでけっこういいので、
KG-AISとはまた別に出そうかなと計画中です。。。
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KG-AISにNAVTEXデコーダを搭載予定です

ここのところKG-AISのプログラムが忙しく、
メールをいただいてもお返事をお出しできないことが
多くなってしまっています。
メールをお送りいただいた方、たいへんすみません。。。
お手数ですが、ソフトのご質問はKGソフトシリーズの
サポートサイトであるKG-FANでご質問をいただければと
思います。
私も時間ができたらお返事したいと思っております。

さて、KG-AISですが、
まず前回のエントリーで掲載したびっくりな遠距離受信画像は、
やはり強烈なダクトかEスポだったようです。
今週1週間、AISを受信していましたが
びっくりな遠距離はありませんでした。
しかしVHFでこれだけの伝播をするとは、
やはり電波は不思議ですね。

KG-AISの開発状況は、
ざっくりとしたプログラムは完了しつつあります。
あとは細かいところを直していくようになると思います。
しかし新しく作り直すところもあり、
やはり少し時間がかかるかもしれません。
ただ、AISの最初のソフトだけあって、
かなりシンプルなつくりになりそうです。
でもKG-HFDL/KG-ACARSで好評な操作系は
そのまま継承する予定です。

KG-AISに手を入れてはテストをしていると、
全船舶に対してメッセージを送信する場合があり、
そのメッセージを画面の左上に常に表示するように
してみたのですが、
なかなか便利な感じです。
でも情報少ないなぁ…、海上情報のデータといえば、、、
NAVTEXです!!
ということでKG-AISに搭載すべくNAVTEXのデコーダを
プログラムしました。
資料があったおかげで、英文はそこそこで完成、
でも和文がデータや漢字の管理で苦戦しました。
しかしようやく先ほど、受信することができました。
受信感度などを見て、OKならKG-AISに搭載する予定です。
2波同時受信で、LchはAIS、RchはNAVTEXといった
受信が可能になると思います。
これで海上の情報はばっちりですね!!

ということで、
毎日忙しくて(気分的に?)
最近はあれこれやってすごしています。
失礼な点がございましたら、
申し訳ございませんが、お許しをいただければ幸いです。。。
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ダクト伝播?

本日もKG-AISのプログラミングをしています。
昨日から受信をしていたのですが、
朝方から、なんと見通し距離以上の
軌跡を捉えることができました。
sampke3.png
通常の見通し距離は新潟市内付近から
佐渡島くらいなのですが、
それ以上の、佐渡島の北方や、
なんと津軽海峡のあたりの航跡も捉えました。
AISのシステムはADS-Bと同じように、
衝突防止用途も含まれているので、
位置情報を出すタイミングは即刻、
遅くとも1分以内だと思います。
それを考えると、実際に津軽からの信号を
受信したことになります。
いやはやびっくりの一言。
恐らくこれはダクトのためと思われます。
おりしもこの時期はダクトが発生しやすい時期です。
これがうわさの日本海ダクトなのか…
と思っています。
こうしていると、AISの受信も電波伝搬の面白さも
感じることができて、とても面白いと感じました。
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AISのプロットができました

昨日デコードに成功しましたAIS信号ですが、
本日プロットすることができました。
asdas2.png
とりあえずプロットと進路表示だけということで、
こんな感じで航跡を取ることができました。

受信環境は、
受信機:IC-R8500(FM検波出力)
アンテナ:アマチュア無線用3段GP
サウンドカード:Creative SB Audigy2 ZS(ラインイン)
標高:約380m
受信地:直江津港より約20km?くらい内陸
佐渡方面への海は開けています。

船舶からの送信で海上伝播になるので
比較的良く受信できますが、
航空機のようにアンテナの高さはありませんので、
受信側の地上高が受信範囲に大きく影響すると思われます。

ちなみに10kHz IF復調とFM検波出力によるデコードを比較しましたが、
やはり10kHz IF復調は不安要素がまだあるためか、
FM検波出力によるデコードのほうが良好でした。
しかし10kHz IF復調でも遠方の信号を捕らえることができ、
またこちらのほうが受信には適しているため、
10kHz IF復調プログラムのほうも最適化していきたいと思います。
なお、現行のShipPlotterと比較しましたが、
デコード性能はほぼ同等くらいにできているようです。

デコードとプロットの目処が立ったため、
このAISデコードソフトを今後リリースすることを正式に決めました。
ソフトの名前は「KG-AIS」です。
まだプログラムをする部分が多いので、
リリースは2ヶ月くらい後になると思います。
これからはコールサインを自動的に取得して、
マップ表示できるようにする予定です。

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AIS信号のデコードに成功

ここのところ本腰を入れて進めてきましたAIS信号のデコードですが、
本日ようやくデコードに成功しました!
無題
HFDLに比べれば楽勝?
なんて思っていましたが、甘かったでした(--;
どうしても9600bpsパケット信号の出力信号ではデコードできず、
最終手段として10.7MHzを10kHzにダウンコンバートした信号を
ソフトでFM復調して信号を得る方法で進めました。
結果的には、定数を調整したところで9600bpsパケット信号の出力信号
でもデコードすることができるようになりました。
どちらがよいかは10kHzの復調性能によると思いますが、
その辺はマップにプロットできるようになってから
検討してみたいと思います。

ちなみに9600bpsパケット信号の出力信号を使う場合、
サウンドカードの入力は、ラジオライフの記事にもありますが、
ラインイン端子への入力が必須になるようです。
マイク端子は使えません。
これは信号上にコンデンサが入ると信号が劣化するためで、
マイク端子にはマイクアンプがあるので、ここのコンデンサが
信号劣化を起こすと思われます。
ちなみに10kHz IF信号を使う場合は、
マイク端子による入力でも問題ありません。

現在は移動局側と基地局側の位置情報と、
移動局側のコールサインなどを取得するプログラムが完成。
明日からでもプロット処理のプログラムを始める予定です。
ようやく大きな山場を越えてほっとしました(^^
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ソフト開発予定をぼやいてみる

KG-HFDLのデコーダもQPSKへ対応し、
もうちょっと改良すべきところはあるかなと思いつつも、
だいたい理想に近いレベルまで達していると思います。
そこで、現在他のデコーダについて、デコードは可能かどうか
いろいろ実験をしています。
現在のところ、一番力を入れているのはAIS、
いわゆるシッププロッターです。
この信号は直接周波数変調されているので、
無線機からは9600bpsパケットで使う、
FM検波出力をパソコンに入力して解析します。
復調プログラムを組まないだけ楽かなぁ…と思ったのですが、
受信ビット数が多かったりと、なかなかうまくいきません。
そもそもFM検波出力はディジタル信号に近いものなので、
この信号にはDC成分がそれなりに含まれます。
しかしサウンドカードではDC成分をカットしているだけではなく、
途中のコンデンサなどでハイパスフィルタができてしまっていて、
本来の信号がプログラムで処理できない状態に。
これが原因なのかなぁ、それじゃどうすればいいかなぁ…
っと解決策を模索しています。

それから先日ふと思いついたのですが、
VHF-ACARSのデジタル版であるVDLは
デコードできんのかい??
というところを検討してみました。
VDLの仕様はD8PSK変調で伝送速度は31.5kbpsとあります。
こりゃ伝送速度速いなぁ、これじゃサウンドカードで処理できる
限界を超えるなぁ…っと思ったのですが、
31.5kbpsを8PSKで変調した場合、
変調の伝送速度(いわゆるボーレート)は10.5kbpsとなります。
理論的には中心周波数から±5.25kHzの帯域があればよいことになり、
サウンドカードの標準的な最高周波数、44.1kHzを使えば
復調は可能のようです。
ただし、無線機はそのままでは受信できず、
ソフトウエア無線などで使う中間周波数を10kHz程度に変換する
外部回路が必要になります。
でも、ちょっとVDLにも希望が持ててきました。

VDLに限らず、
世の中のディジタル通信はこの外部回路を使えば、
パソコンで復調できる可能性は高いように思います。
ただ、問題は通信規格で、
多くの符合理論や音声符号化方式が開発されている今日、
この規格がわからないと復調は難しいと言えます。
おまけに、音声符号化・複号化は特許がからみ、
個人ではソフトウエアだけではなく、
ICチップすら手に入れにくい、
という状態でもあります。

とりあえずは、AISのデコードをがんばってみようと思います。
KG-HFDLでは選択時にエラーが出るというバグがあるようなので、
そちらも時間をみて、見てみようと思います。
SBS-1のチャート図を出力するソフトですが、
こちらも時間を見つけしだい、アップしようと思います。
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