Aprende / Guía 8
Aviones en la radio: ADS-B y banda aérea
Lo que transmite un avión en 1.090 MHz, hasta dónde se puede recibir, cómo un RTL-SDR lo decodifica y cómo escuchar la voz en AM.
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El avión cuenta dónde está
ADS-B son las siglas en inglés de vigilancia dependiente automática por radiodifusión. Cada palabra dice algo:
- Automática: nadie necesita preguntar. El avión transmite solo.
- Dependiente: depende del sistema de navegación del propio avión, en general GPS.
- Radiodifusión: el mensaje sale para todos lados, en claro, para cualquier receptor.
El radar tradicional descubre dónde está el avión midiendo el eco. En el ADS-B es el avión el que calcula su propia posición y la anuncia. El control de tráfico la recibe, los demás aviones la reciben y un receptor barato en una ventana también.
Lo que va en el mensaje
La transmisión es en 1.090 MHz. Son ráfagas cortísimas: un preámbulo de 8 microsegundos y 112 bits de datos, en pulsos, a un millón de bits por segundo. Cada mensaje dura poco más de una décima de milisegundo.
Todo mensaje lleva la dirección ICAO del avión, un número de 24 bits escrito en hexadecimal, fijo para cada aeronave. Brasil recibió de la ICAO el bloque que va de E40000 a E7FFFF, así que las aeronaves con matrícula brasileña tienen una dirección que comienza con E4, E5, E6 o E7. El resto varía según el tipo:
| Tipo de mensaje | Contenido | Frecuencia |
|---|---|---|
| Identificación | indicativo de vuelo o matrícula, categoría de la aeronave | cada 5 segundos, más o menos |
| Posición en vuelo | latitud, longitud y altitud barométrica | dos veces por segundo |
| Velocidad | velocidad respecto al suelo, rumbo y razón de ascenso o descenso | dos veces por segundo |
| Posición en tierra | posición y movimiento durante el rodaje | menos frecuente |
| Estado | emergencia, código del transpondedor | de vez en cuando |
La posición viene compactada en un formato llamado CPR. El decodificador necesita dos mensajes seguidos, uno par y uno impar, para resolver la posición sin ambigüedad. Por eso un avión aparece primero en la lista, solo con dirección y altitud, y unos segundos después gana un lugar en el mapa.
No todo avión aparece. Las aeronaves antiguas o pequeñas pueden tener un transpondedor sin ADS-B: responden al radar, pero no anuncian su posición. Las redes colaborativas logran localizar algunas de ellas comparando el instante de llegada de la señal en varios receptors, técnica llamada multilateración.
Hasta donde es posible recibir
En 1.090 MHz la señal viaja en línea recta. No dobla el horizonte y no atraviesa cerros. El alcance teórico depende de ambas alturas:
distancia en km ≈ 4,12 × (√altura de la antena + √altura del avión), con las alturas en metros.
| Altura del avión | Alcance con antena a 10 m del suelo |
|---|---|
| 1.000 m (aproximación) | alrededor de 140 km |
| 5.000 m | alrededor de 300 km |
| 11.000 m (crucero) | alrededor de 445 km |
Esto es el techo, con horizonte libre hacia todos lados. En la ciudad, lo que manda es lo que está alrededor. Los edificios, los cerros y la propia pared de la casa cortan porciones enteras del cielo.
Con un RTL-SDR y una antena sencilla, el alcance suele ser parcial: un lado del cielo llega bien y el otro casi no aparece. El dibujo de la cobertura en el mapa termina siendo un retrato del relieve y las construcciones alrededor de la antena.
Cómo recibe un RTL-SDR
El RTL-SDR es un receptor USB económico que entrega a la computadora las muestras brutas de la señal. Todo el trabajo lo hace el programa.
- El receptor está sintonizado en 1.090 MHz y muestrea 2 millones de veces por segundo, o un poco más.
- El decodificador (el clásico es el dump1090 y sus derivados) busca el patrón del preámbulo en medio del ruido.
- Una vez hallado el preámbulo, lee los 112 bits por la posición de los pulsos.
- Los últimos 24 bits son una verificación de errores. Los mensajes que no cuadran se corrigen, si el error es de un bit, o se descartan.
- Los mensajes válidos alimentan una tabla y un mapa, en una página servida por el propio programa.
La antena es pequeña, porque la onda es corta: unos 27,5 cm. Un dipolo vertical para 1.090 MHz tiene cada rama de unos 6,5 cm. Lo que más pesa en el resultado:
- Altura y vista despejada. Un metro más en el tejado vale más que cualquier accesorio.
- Cable corto. El cable coaxial fino pierde mucho a 1.090 MHz. Cada metro cuenta.
- Polarización vertical. Las antenas de los aviones son verticales.
- Filtro y amplificador junto a la antena. Ayudan donde hay celular y FM fuertes cerca, y compensan el cable.
La guía de primer receptor trae el resto del montaje.
La voz: banda aérea en AM
Los datos muestran dónde está el avión. La voz cuenta lo que está pasando. La comunicación entre pilotos y control está entre 118 y 137 MHz, en AM.
El AM sobrevivió en la aviación por un motivo técnico. En FM, cuando dos estaciones transmiten juntas, la más fuerte apaga a la otra, y nadie nota que hubo una segunda. En AM ambas se mezclan en un pitido, y el controlador se entera de que alguien fue interferido.
Lo que se puede encontrar:
- ATIS: grabación continua con tiempo, pista en uso y avisos de un aeropuerto. Es el mejor primer objetivo, porque siempre está en el aire.
- Torre, suelo y tráfico: el movimiento del aeropuerto.
- Control de aproximación y centro: los aviones en subida, bajada y en ruta.
- 121,500 MHz: frecuencia internacional de emergencia. Casi siempre en silencio.
Las frecuencias de cada aeropuerto son públicas y están en las cartas aeronáuticas. En Brasil, el servicio de información aeronáutica del DECEA publica todas.
Una característica llama la atención de quien empieza: usted escucha el avión y no escucha la torre. El avión está alto, en línea de visión directa. La antena de la torre está en el suelo, a decenas de kilómetros, detrás del horizonte.
Escuchar la banda aérea es una cosa. Grabar y publicar es otra, y la diferencia importa. La guía sobre lo que se puede escuchar y publicar se ocupa de eso.