מערכות תקשורת
מעקב טיסות ורחפנים בזמן אמת באמצעות אותות ADS-B ועיבוד RF
הדגמה מקצה לקצה של קליטה, פענוח והצגה ויזואלית של נתוני מיקום
ממטוסים מסחריים, כולל זיהוי והתרעה על רחפנים מנמיכי טוס.
מציגה:
יובל עציץ סיברסקי, מנהלת צוות SPC
התהליך ההנדסי:
תכנון ויישום של שרשרת עיבוד אותות (DSP) שלמה בסביבת MATLAB, החל מקליטת האותות הגולמיים, דרך פענוחם, ועד להטמעת לוגיקה מותאמת אישית לזיהוי אובייקטים חריגים.
המימוש בפועל:
המערכת קולטת אותות תקשורת, מסננת ומפענחת את חבילות הנתונים לקואורדינטות וגובה, ומציגה את המטוסים על גבי מפה דינמית תוך צביעת רחפנים המזוהים בגובה נמוך באדום בולט.
טכנולוגיות מפתח:
MATLAB, עיבוד אותות דיגיטלי (DSP), תקשורת RF ו-SDR,
פרוטוקול ADS-B.
תיאור הדמו:
הדגמה זו מתמודדת עם האתגר של ניטור וסיווג אובייקטים במרחב האווירי מתוך סביבת RF עמוסה, תוך שימוש באותות סטנדרטיים (ADS-B). בדמו נראה כיצד המערכת קולטת נתונים, מסננת רעשים, מפענחת את התשדורות ומציגה את כלי הטיס בזמן אמת על גבי מפה דינמית.
בנוסף, נדגים גמישות מחקרית על ידי הוספת שכבת לוגיקה ייעודית למערכת, המזהה אובייקט חריג במרחב – רחפן הטס בגובה נמוך יחסית – ומסמנת אותו באדום על המסך כהתרעה ויזואלית.
מרכיבי הדמו:
- קליטת אותות (Signal Reception): קליטת נתוני RF גולמיים בתדר 1090 MHz מרכיב SDR (או נתונים מוקלטים מראש) והכנסתם לסביבת הפיתוח.
- עיבוד אותות דיגיטלי (DSP): שימוש ב-MATLAB לסינון האות, ביצוע קורלציה לזיהוי תחילת השדר (Preamble Detection) ודמודולציה של חבילות המידע.
- פענוח הודעות (Data Parsing): חילוץ רצף הביטים מהודעות ה-ADS-B והמרתם לנתוני זמן, קואורדינטות גיאוגרפיות, גובה מעל פני הים ומהירות.
- מנוע חוקים ותצוגה חכמה (Mapping & Logic): הצגת נתוני הטיסות המעובדים על גבי מפה דינמית, והפעלת אלגוריתם סינון המבודד את הרחפן על סמך גובה או מאפייני תנועה וצובע אותו באדום בולט.
דגשים טכניים:
- עיבוד אותות וסנכרון מתקדם בסביבה רועשת: יישום אלגוריתמיקה מדויקת ב-MATLAB המסוגלת לבודד ולסנכרן חבילות מידע קצרות (Packets) גם כשאיכות האות משתנה.
- הרחבת יכולות והוספת לוגיקה מותאמת (Custom Logic): הסבר על האופן שבו לקחנו מודל תקני והוספנו לו חוקיות חדשה לזיהוי אובייקט שאינו עומד בסטנדרט הטיסה הרגיל (זיהוי הרחפן האדום), מבלי לפגוע בארכיטקטורה הקיימת.
- מעבר מפיתוח לפריסה וייצור קוד: היכולת לקחת את רצף העיבוד והפענוח שמוצג כאן, ולתרגם אותו אוטומטית לקוד C/C++ או HDL להטמעה ישירה על גבי רכיבי חומרה (Edge Devices).