Przejdź do treści
Źródło artykułu

Pierwszy praktyczny test modulacji HDR systemu ADS-L przy współpracy z siecią OGN

Aby zrozumieć sens testów, konieczne jest słowo wyjaśnienia. Na początku, czyli w pierwszej dekadzie naszego wieku, w bezlicencyjnym, ogólnie dostępnym paśmie “Free licence band” pojawiła się idea, wymiany danych o pozycji statków powietrznych, głównie z myślą o antykolizji. Znane szwajcarskie próby zaowocowały powstaniem systemu FLARM, który szybko się skomercjalizował.

Apetyt rósł w miarę jedzenia i per analogia do istniejącej już wówczas sieci FlightRadar24 wykorzystującej certyfikowane urządzenia ADS-B, pojawiła się potrzeba wizualizacji “małej” awiacji w internecie, na co odpowiedzią była sieć OGN (Open Glider Network), zapoczątkowana przez Pawła Jałochę.

Dwa lata później, w Polsce dzięki współpracy Sylwestra Barańskiego i wspomnianego wcześniej Pawła J. powstał pierwszy otwarty standard widoczności elektronicznej OGN-TP (Tracking Protocol).

W latach późniejszych powstawały kolejne protokoły i systemy wymiany informacji, wśród których należy wymienić między innymi: FANET (otwarty) i PilotAware (głównie na wyspach brytyjskich).

Sieć OGN jest dziś jednym z kluczowych dostępnych, niecertyfikowanych i bezpłatnych elementów systemów antykolizyjnych w GA, realnie zwiększając świadomość sytuacyjną pilotów, szczególnie w dynamicznie rozwijającym się lotnictwie ultralekkim, lekkim i bezzałogowym.

Wraz, z rosnącym ruchem załogowym i bezzałogowym, EASA, podjęła się, standaryzacji protokołów, w wyniku czego powstał ADS-L (light), będący fundamentem strategii EC (Electronic Conspicuity).

Specyfikacja ADS-L zakłada użycie pasm, zarówno M i O, z czego pasmo O, jest szczególnie atrakcyjne z uwagi na dostępną możliwą moc nadawania 0,5W. To jest wartością samą w sobie w porównaniu do miliwatów dostępnych w paśmie M.

Dzięki niskim kosztom instalacji odbiorników, system ma charakter powszechny. Każdy użytkownik może stosunkowo niewielkim nakładem dołączyć do globalnej sieci i współtworzyć jej skuteczność. Korzystać z sieci może każdy, nawet organy państwowe.

Przewidując, że obecny “standardowy” system może się “zakorkować”, podjęto działania na rzecz podniesienia pojemności systemu, poprzez zastosowanie modulacji HDR.

Co to jest HDR czyli High Data Rate?

System ADS-L działa w ogólnodostępnym paśmie radiowym 868 MHz i został zaprojektowany tak, aby współpracować z już używanymi urządzeniami, takimi jak FLARM, OGN Tracker czy PilotAware. W nowym systemie zastosowano modulację HDR która jest znacznie szybsza i pozwala na jednoczesną wymianę większej liczby informacji między liczniejszą grupą statków powietrznych. Jej najważniejszą zaletą jest bardzo krótki czas nadawania pojedynczej wiadomości, wynoszący około 1,5 ms, czyli kilkakrotnie mniej niż w dotychczas stosowanych rozwiązaniach (dla porównania obecne typy transmisji potrzebują od 5ms i więcej).

Warto zaznaczyć, że zwiększona pojemność transmisji umożliwia przesyłanie danych wykraczających poza podstawowe parametry takie jak wysokość, współrzędne, czy prędkość. Więcej danych, to możliwość rozsyłania np. ustawionego  kursu statku powietrznego (HDG), prędkość przyrządową, informacje nawigacyjne typu performance-based oraz dane dotyczące intencji statku powietrznego, co stanowi istotny element dalszego rozwoju systemów świadomości sytuacyjnej. Aktualnie w ramach projektu ADS-L w wersji trzeciej, trwają prace nad ustandaryzowanym, tego co i jak ma być przesyłane.

Poniżej, dla zainteresowanych, publikujemy porównanie parametrów różnych modulacji stosowanych między innymi przez małą awiację w paśmie ogólnodostępnym 868MHz.
 

Ponad wszystko kompatybilność

Jak widać w zestawieniu, modulacje sformułowane są w taki sposób aby producenci mogli bez wymiany sprzętu przenieść się do otwartego systemu komunikacji, oraz korzystając z modulacji HDR. Żywimy nadzieję, że z czasem wszyscy producenci, w tym także komercyjny szwajcarski FLARM, zaczną korzystać z dobrodziejstw szerszego pasma, a nie pójdą, we własne zamknięte rozwiązanie. Czas pokaże.

Testy

Testy systemu wykonano w 27 stycznia w okolicach lądowiska Łęg Tarnowski (w połowie drogi pomiędzy Krakowem i Rzeszowem) na terenie gminy Żabno. Sygnał HDR wysyłany z samolotu A22 SP-COTT,  nasłuchiwany był przez stacje sieci OGN: w Kielcach, w Stanisławicach (niedaleko Bochni), na Kasprowym Wierchu, w Bezmiechowej oraz na samym lądowisku Łęg Tarnowski, z którego startował samolot. Celem było określenie jaki praktyczny zasięg oferuje nowa modulacja. Wedle naszej wiedzy, jeszcze nikt nie wykonał takiego testu aż do mroźnego styczniowego poranka.

Wstępne wyniki testu

W przeprowadzonych pomiarach zasięg transmisji z wykorzystaniem modulacji HDR oszacowano na około 10 km, przy czym wyniki te uzyskano w oparciu o dane ze stacji na samym lądowisku. Jednocześnie odnotowano sporadyczne odbiory sygnału na znacznie większych odległościach przez inne stacje, co wskazuje na konieczność dalszej analizy warunków propagacyjnych i parametrów systemu w celu pełniejszej oceny jego możliwości oraz potencjalnej optymalizacji działania.

Test wykazał, sporadyczny odbiór 10 pakietów z odległości około 40 km (stacja odbiorcza w Stanisławicach) modulacji HDR. Odbiornik ten posiadał LNA w torze radiowym, co wyjaśniałoby lepszą czułość. Czyli wiemy już, że modulację HDR da się odebrać dalej niż 10km szczególnie, że możemy zwiększyć moc radiową do 500mW.

Odbiorniki w Kielcach, na Kasprowym Wierchu, oraz w Bezmiechowej nie odebrały ani jednego poprawnego pakietu danych.
 

Choć autorzy testów spodziewali się nieco lepszych wyników to, podsumujmy:

  1. Użyto mocy radiowej 150mW, znacznie poniżej limitu 500mW
  2. Odbiór HDR na odbiornikach OGN nie jest jeszcze w pełni dopracowany
  3. Odbiornik lokalny lądowiska prawd. wymaga dopracowania aby osiągnąć optymalną czułość.
  4. Kluczowe jest aby antena była poprawnie zainstalowana na zewnątrz statku powietrznego.

Wyniki uznajemy więc za obiecujące, szczególnie, że wiadomo co należy jeszcze usprawnić.

Nie zawsze więcej znaczy lepiej

W tym miejscu należy wyraźnie podkreślić, że w kontekście unikania kolizji w powietrzu, pomiędzy statkami powietrznymi wyposażonymi w prawidłowo zainstalowane anteny, osiągane odległości mogą być istotnie większe. Jednocześnie mamy świadomość, że nawet zasięgi rzędu 10 km są w pełni wystarczające do zachowania bezpiecznej odległości (specjalnie nie używamy słowa separacja, bowiem ten termin zarezerwowany jest formalnie dla lotów IFR) oraz odpowiedniej świadomości sytuacyjnej. Należy przy tym pamiętać, że nadmiar informacji w kokpicie może być równie niekorzystny, dlatego kluczowe znaczenie ma kontekstowa prezentacja danych. Najważniejsze, aby przekazywana informacja była pewna, wiarygodna i kompletna.

Podsumowując, po przeanalizowaniu danych radiowych zapisanych przez pozostałe odbiorniki OGN okazało się, że ukrywają się tam dodatkowe pakiety HDR odebrane z większej odległości. Mamy zatem nieoceniony zestaw danych doświadczalnych do trenowania algorytmów demodulacji, dekodowania i korekcji błędów: następna wersja odbiornika HDR będzie więc na pewno lepsza o te doświadczenia.

Kwestia PAŻP i ULC

Liczymy na to, że rozwiązania rekomendowane przez EASA, w tym sieć OGN, zyskają uznanie i wsparcie Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Jednocześnie zwracamy uwagę na wątpliwości związane z przeznaczeniem znaczących środków publicznych, liczonych w dziesiątkach milionów złotych, pozostających w dyspozycji PAŻP w ramach KPO, na rozwiązania nie w pełni spójne ze strategią EASA, takie jak niskomocowe nadajniki ADS-B czy komercyjne systemy FLARM. Mamy nadzieję, że środki te zostaną wykorzystane na wzmocnienie otwartej infrastruktury OGN, co przełoży się na wzrost bezpieczeństwa i komfortu operacji lotniczych dla wszystkich użytkowników.

Polski wątek

Nie można pominąć też faktu, że współtwórcą sieci OGN jest Paweł Jałocha który aktywnie działa, rozwija i implementuje rozwiązania z których korzystają piloci na całym świecie. To naprawdę mocny, Polski aspekt, który od lat zapisuje się w historii lotnictwa.

GNSS jamming i spoofing

Warto zwrócić uwagę na istotny aspekt coraz częściej występujących anomalii GNSS jamming i spoofing. Popularne mapy, takie jak GNSS Jam czy GPSWise (dawniej SKAI Spoofing), prezentują głównie zakłócenia obserwowane na dużych wysokościach, gdzie operują samoloty komunikacyjne korzystające z pełnego protokołu ADS-B. Tymczasem nasze doświadczenia wskazują, że równie często, choć nieco w innym charakterze, anomalie występują przy ziemi oraz na niskich wysokościach i nie zawsze w rejonach przygranicznych. W tym kontekście sieć OGN może pełnić rolę wczesnego systemu ostrzegania - identyfikacji zakłóceń GNSS.

Podsumowanie i podziękowania

Specjalne podziękowania, chcielibyśmy przekazać dla Pawła Jałochy, który pozostaje kluczową postacią w rozwoju OGN, oraz  pilota Mirka Kaszuby, który przygotował urządzania i wykonał dwa loty testowe samolotem Aeroprakt A22 (SP-COTT), w dniu 27 stycznia 2026, z lądowiska Łęg Tarnowski. Na pokładzie znajdował się m.in. nadajnik sygnałów pozycji w systemie ADS-L modulacją HDR: High Data Rate, 200 kbps, na częstotliwości 869.525MHz. Loty trwały około 30 min każdy i obejmowały obszar wokół Tarnowa.

Słowa podziękowania kierujemy również do wszystkich osób zaangażowanych w instalację i utrzymanie stacji sieci OGN,  nie tylko tych uczestniczących w opisanych testach, lecz całej społeczności OGN, za udostępnienie lokalizacji pod anteny, zasilania oraz łączności internetowej. Warto podkreślić, że sieć OGN funkcjonuje niemal wyłącznie w oparciu o pracę wolontariacką, a także niniejsze testy zostały przeprowadzone bez jakiegokolwiek finansowania ze strony państwa czy Unii Europejskiej. Za to zaangażowanie składamy szczere podziękowania.

Kto i jak może wspomóc bezpieczeństwo nad naszym niebem?

Do budowy i rozwoju sieci OGN może włączyć się każdy, zarówno osoby prywatne, jak i samorządy czy lokalne społeczności. Koszty uruchomienia systemu są niewielkie, natomiast korzyści realne i długofalowe. Przede wszystkim jest to bezpośredni wkład w poprawę bezpieczeństwa lotniczego w regionie, co ma znaczenie zarówno dla użytkowników przestrzeni powietrznej, jak i mieszkańców.

Dodatkowym atutem jest widoczność na arenie międzynarodowej, dzięki globalnej społeczności OGN, gmina, miejscowość czy lokalna inicjatywa zyskuje pozytywną, bezpłatną promocję jako miejsce nowoczesne, odpowiedzialne i zaangażowane w bezpieczeństwo. W czasach, gdy odporność i samodzielność lokalnych struktur nabierają szczególnego znaczenia, takie oddolne działania mają wyjątkową wartość. Nikt nie zadba o nasze bezpieczeństwo i rozpoznawalność lepiej niż my sami.

Korzystając z tej okazji, zachęcamy do instalowania odbiorników sieci OGN oraz do wykorzystywania kompatybilnych nadajników pozycyjnych we wszystkich rodzajach statków powietrznych,  od paralotni i ultralekkich konstrukcji, przez szybowce, aż po samoloty i wiatrakowce. Urządzenia te można zarówno samodzielnie zbudować, jak i nabyć w formie gotowej (są naprawdę niedrogie). Jak nie wiesz jak zacząć, zadzwoń: 511230660. Elektroniczna widoczność znacząco zwiększa bezpieczeństwo: pozwala innym użytkownikom przestrzeni powietrznej wcześniej wykryć i ominąć statek powietrzny, a w sytuacjach awaryjnych ułatwia jego odnalezienie. Warto dodać, że osoby posiadające doświadczenie w budowie urządzeń klasy Meshtastic lub odbiorników dla FR24 bez większych trudności poradzą sobie również z konstrukcją trackera lub odbiornika sieci OGN.
 

Poniżej, samolot SP-COTT gotowy do startu na lądowisku w Łęgu Tarnowskim.

Autorzy:
Paweł Jałocha - fizyk, programista, założyciel sieci OGN
Mirek Kaszuba - pilot / konstruktor osprzętu elektroniczno-radiowego
Paweł Korzec - redakcja artykułu

FacebookTwitterWykop
Źródło artykułu

Nasze strony