学ぶ / ガイド 8

航空無線の受信：ADS-B とエアバンド

航空機が 1,090 MHz で送信している内容、受信できる距離、RTL-SDR によるデコード方法、および AM での音声の聴き方。

中級 読了時間6分

航空機が自らの位置を知らせる

ADS-Bは自動従属監視放送の略称です。それぞれの言葉の意味は以下の通りです:

• 自動: 誰も尋ねる必要はありません。航空機が単独で送信します。
• 従属: 航空機自身の航法システム、通常はGPSによります。
• 放送: メッセージはあらゆる方向にクリアに送信され、どの受信機でも傍受できます。

従来のレーダーは、エコーを測定して航空機の位置を特定します。ADS-Bでは、航空機自身が自機の位置を計算して発信します。航空交通管制が受信し、他の航空機も受信し、窓際にある安価な受信機でも受信できます。

メッセージに含まれる内容

送信は1,090 MHzで行われます。超短時間のバーストで、8マイクロ秒のプリアンブルと112ビットのデータがパルス状に毎秒100万ビットで送信されます。各メッセージの継続時間は1ミリ秒の10分の1強です。

すべてのメッセージには、航空機のICAOアドレスが含まれています。これは24ビットの16進数で記述されたもので、各航空機に固有のものです。ブラジルはICAOからE40000からE7FFFFまでのブロックを割り当てられているため、ブラジル籍の航空機のコードはE4、E5、E6、またはE7で始まります。残りの部分は種類によって異なります:

位置情報はCPRと呼ばれる形式で圧縮されています。デコーダが曖昧さなく位置を特定するには、偶数と奇数の2つの連続したメッセージが必要です。そのため、航空機はまずアドレスと高度のみでリストに現れ、数秒後にマップ上に表示されます。

すべての飛行機が表示されるわけではありません。古い航空機や小型機にはADS-Bのないトランスポンダーが搭載されている場合があります。レーダーには応答しますが、位置を通知しません。共同ネットワークでは、複数の受信機での信号到着時刻を比較するマルチラテレーションと呼ばれる技術を使用して、その一部の位置を特定できます。

受信可能な範囲まで

1,090 MHzでは、信号は直線状に進みます。地平線で曲がることはなく、山を越えることもありません。理論上の到達距離は2つのアンテナの高さに依存します。

距離 (km) ≈ 4.12 × (√アンテナの高さ + √飛行機の高さ)、高さの単位はメートル。

これは全方向に障害物のない地平線を仮定した最高値です。都市部では周囲の状況が重要です。ビル、丘、そして家自体の壁が空の大部分を遮ります。

RTL-SDRとシンプルなアンテナを使用する場合、受信範囲は部分的なことが多く、空の一方はよく入感してももう一方はほとんど聞こえません。地図上のカバーエリアの形状は、アンテナ周囲の地形や建物の様子をそのまま映し出したものになります。

RTL-SDRの受信の仕組み

RTL-SDRは安価なUSB受信機であり、生信号のサンプルをコンピューターに提供します。すべての処理はソフトウェアが行います。

1. 受信機は1,090 MHzに同調し、秒間200万回またはそれ以上のサンプリングを行います。
2. デコーダー（古典的なものとしてはdump1090およびその派生版）は、雑音の中からプリアンブルのパターンを探します。
3. プリアンブルを検出すると、パルスの位置から112ビットを読み取ります。
4. 最後の 24 ビットはエラーチェックです。計算が合わないメッセージは、エラーが 1 ビットであれば修正され、それ以外は破棄されます。
5. 有効なメッセージは、プログラム自体が提供するページのテーブルとマップに反映されます。

波が短いためアンテナも小型で、約27.5 cmです。1,090 MHz用の垂直ダイポールアンテナは、各エレメントが約6.5 cmです。結果に最も影響するのは：

• 高さと見通しの良さ。 屋根の上の1メートルの延長は、どんなアクセサリーよりも価値があります。
• 短いケーブル。 細い同軸ケーブルは1090 MHzで大きな損失があります。1メートルが重要です。
• 垂直偏波。 飛行機のアンテナは垂直です。
• アンテナ直下のフィルターとアンプ 近くに携帯電話や強力なFMがある場所で役立ち、同軸ケーブルの損失を補償します。

のガイド 最初の受信機 組み立ての残りの部分をもたらします。

音声：AMの航空無線バンド

データは航空機の位置を示し、音声は状況を伝えます。パイロットと管制間の通信は 118 ～ 137 MHz の AM で行われます。

AMが航空無線で生き残ったのには技術的な理由があります。FMの場合、2つの局が同時に送信すると、より強い電波が弱い方を打ち消し、2つ目の局が存在することに誰も気づきません。一方、AMでは2つの電波が混ざり合ってうなり音（ホイッスル）になるため、通信士は誰かの電波が被って妨害されたことに気づくことができます。

見つかるもの：

• ATIS: 時間、使用中の滑走路、空港からの通知を含む連続録音です。常に電波が出ているため、最初のターゲットに最適です。
• タワー、グラウンド、およびトラフィック: 空港の動き。
• ターミナルレーダー管制およびセンター: 上昇中、降下降下中、および航路上の航空機。
• 121.500 MHz: 国際緊急周波数。ほとんどの時間帯で無音です。

各空港の周波数は公開されており、航空図に記載されています。ブラジルでは、DECEA の航空情報サービスがすべてを公開しています。

初心者の目を引く特徴があります。飛行機は聞こえるのにタワーは聞こえません。飛行機は高空にいて見通し内にいます。タワーのアンテナは地上にあり、数十キロメートル離れた地平線の向こうにあります。

航空無線を聴くことと、録音して公開することは別であり、その違いは重要です。ガイドの内容 何が聴けて公開できるか がこれを処理します。