ネックストラップ・ループアンテナ受信テスト＠NRT/JL782/HNL/JL781

　先日作ったネックストラップ・ループアンテナをハワイ旅行で使ってみました。

　ハワイ便の航空会社は受信機の使用が禁止されていることが多い（主に外国航空会社）のですが、今回はJALだったので、GNSS(GPS等)やSDR等の受信機が利用できました。

　受信環境
　　アンテナ：自作ネックストラップ・ループアンテナ
　　チューナ：DVB-T+DAB+FM USBドングル (R820T+RTL2832U) 改
    スマートフォン：Covia Fleaz Que（CP-L45s）
    SDRアプリ：RadarSick+RadarMaps(ADS-B用)

  受信場所
　　成田国際空港(NRT)
    JL782（NRT-HNL）
　　モアナ・サーフライダー(Waikiki)
    ダニエル・Ｋ・イノウエ国際空港(HNL)
    JL781(HNL-NRT)

  超手抜きで略略写真のみです。

-------------- NRT --------------
【成田国際空港(NRT)】Gate 62

【ADS-B受信テスト＠ＮＲＴ】




　30km程度までは受信できているようです。

【GoogleMapsのTimelineで見たJL872のタキシングと離陸の様子】







【GPS Essentialsによる測位】（ホノルル接近中）

【ホノルル接近中の搭乗機のADS-B信号】





　ハワイ島では噴火のために飛行が制限されているエリアもあるようですが、ホノルルがあるオアフ島より300km以上先なので影響はないようです。

【ホノルルのホテル(Moana Surfrider)でADS-B信号を受信】






  島内線の機材(アロハ・エア・カーゴ N301KH)しか見えていません。
　窓が南向きなので、主要路線の機材に対しては受信条件が悪いのかもしれません。

-------------- HNL --------------
【ダニエル・Ｋ・イノウエ国際空港(HNL)】

ローマ字に引っ張られてInoueと書きそうになります。

【 免税店の前のベンチで受信中】






  免税店の前のベンチで受信。受信環境が悪い割には結構受信できています。
　高度が確認できる４機の中の3機がon groundとなっています。
　on groundの機材の座標が変ですが、成田でも同じような状態になるので、そのような仕様？
　但し、基準となる座標は、アフリカだったり中近東だったりするので、どのようになっているのかわかりません。

【HNL_G17_JL781】　



　駐機中に搭乗機のADS-B信号が受信できるではないかと思ってRadarStickの画面を見てみると、自機の信号は見えませんが、RadarStickのＳメータが振り切れるような強い信号が受信されています。
　機材の登録番号を見ると、N174DZ　となっています。


　機窓から外を見ると、丁度Delta航空の機体がタキシングしています。
　もしかしたらこの機材の信号を受信しているのでないかと思って機材に表示されている登録番号を確認すると"N174DZ"となっています。








　スマホのRadarStickの画面に表示されている登録番号と同じです。
　目の前を通過している機体のADS-Bを受信したのは初めてでした。

　肝心の搭乗機のADS-B信号ですが、今までの経験では離陸前は送信されない場合があるので、離陸後に再度確認してみました。

--------------JL781 --------------

【GPS Essentialsによる測位】（ホノルル離陸直後）



【搭乗機(JL781)で受信したADS-B信号】
（１２：５７）




　離陸直後から受信できるようになりました。
　搭乗機を含めて飛行中の2機と地上の2機が見えます。

（１２：５９）




　　地上の機材は見えなくなりました。

（１３：００）




　　搭乗機しか見えなくなりました。

【ＨＮＬ－ＮＲＴ】



　搭乗機の信号が受信できるのは当然かもしれませんが、空港の建物内でも、ある程度受信できているので、空港での出発待ちや飛行中の暇つぶしに少しは役に立つかもしれません。

スマホSDR用ネックストラップ・ループアンテナ

　航空機を利用して移動する際には、機内で受信機の使用が許されている場合（外国航空会社は禁止の場合が多い）には、スマホ(Fleaz Que等）に入れたSDR TouchでATCを受信したり、RadarStick+RadarMapsでADS-Bを受信して暇を潰しています。

　SDR用のチューナとしては、DVB-T+DAB+FMチューナドングル (R820T+RTL2832U) を使っています。
　アンテナは自作のネックストラップアンテナを使用しています。
　最初は、単純にビニール被覆電線を使用しましたが、その後、同軸ケーブル(1.7C2V)を使用したスリーブアンテナもどきに変更しました。
　しばらくこれを使っていたのですが、なんとなくノイズやスプリアスの影響で受信特性が劣化しているような感じがします。測定した訳ではなく、単なる体感特性です。

　耐ノイズ特性を改善する簡単な方法が何かないかと調べていたら、以下の記事を見かけました。
　
　　ループアンテナに関する考察
　　スモールループアンテナはノイズに強い　
　　http://member.tokoha-u.ac.jp/~kdeguchi/hobby/radio/loop2.html

　ここには、「家庭内から発生する雑音のほとんどは，近傍の電界成分が強い電界型の雑音と考えられます． このため，ループアンテナはアンテナ近傍から発生する雑音の電界成分を拾わないアンテナということになります．」と書いてあります。

　この考え方がネックストラップアンテナに適用できるのかどうかは判りませんが、作るのにそれ程手間が掛るものでもないので、ループ型ネックストラップアンテナを作ってみました。

　材料
　　100円ショップのネックストラップ（中空偏平のもの）　
　　同軸ケーブル　（1.7C2V等、長さはネックストラップの全周長に対応）
　　アンテナプラグ　（チューナ付属のアンテナのものを流用）

　ループアンテナなので同軸ケーブルの必要はないのですが、或る程度剛性があった方が、開口面積を確保しやすいので、心線と外皮シールドをパラに接続し、ケーブルの両端を同軸コネクタの心線電極と接地電極にそれぞれ接続してループを形成しました。

　スリーブアンテナとループアンテナの受信比較実験をしてみました。
  左がスリーブアンテナとSH-01Fの組み合わせ、右がループアンテナとFleaz Queの組み合わです。
　SDRアプリはRadarStick+RadarMaps、受信場所は2F南側窓際です。

　アンテナの設置方法がいい加減なので、概略の比較しかできませんが、識別機体数、座標確定機体数、パケット受信数はループアンテナの方が良好でした。

　現時点では、ADS-B(1090MHz)に関しては特に問題はないようですが、他の周波数での特性は未確認です。
　また、実際の巡航中の機内（ノイズだらけです）での挙動は不明です。
　そのうちに実験してみたいと思います。

【関連内部リンク】
2015年10月10日 (土)
スマホSDR用にネックストラップ型アンテナを作ってみました
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2015/10/sdr-7dfb.html

2015年12月 2日 (水)
ＳＤＲ用ネックストラップアンテナ（Sleeve Ant Ver.）
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2015/12/sleeve-ant-ver-.html

2016年7月 7日 (木)
SDR用DVB-Tチューナを改造(USB直結、アンテナコネクタ方向変更)
http://kenshi.air-nifty.com/ks_memorandom/2016/07/sdrdvb-tusb-b06.html

ADS-B受信テスト＠SIN(WSSS)＆JL036

  多分これが最後のシンガポールねたです。
　チャンギ国際空港とJL036の機内でADS-Bの信号を受信してみました。

  受信環境
　　アンテナ：自作ネックストラップアンテナ(1090MHz用)
　　チューナ：DVB-T(R820T)
　　スマートホン：AQUOS PHONE ZETA SH-01F
　　ADS-Bアプリ：RadarStick, RadarMaps

【空港で受信】




　近くを飛んでいる飛行機が受信できました。


【On Ground】




On Groundの機体の座標が変です。

【1°21'N 　13°59'E】

　座標を確認するとアフリカのようです。不思議です。

【機内でADS-B受信中】

【ADS-Bで見た離陸時の高度変化】

  滑走中は座標と速度の表示が変です。

【種子島の南方を通過中】


　　搭乗機の信号しか受信できません。




  もうすぐ羽田です。
　早朝の到着になります。

flightradar24で見た搭乗機(JL037)の飛行情報

  国際線では搭乗機の飛行情報を機内モニタで見ることができることが多いですが、機材によっては見ることができない場合もあります。

  　JL037(HND-SIN)でシンガポールに遊びに行くことになったのですが、Wi-Fi対応機材だったので、暇つぶしを兼ねて、巡航中の機内(B777-200)で表示してみました。

【flightradar24による表示】



  香港とマニラの中間付近を飛んでいます。

  JL037の場合は、機内モニタでかなり詳しい飛行情報が表示されていたので、わざわざflightradar24を使用する意味はないかもしれませんが・・・

FLEAZ Que(GNSS), SH-01F(SDR)機内テスト等

　福岡に行く用事があったので、FLEAZ QueとSH-01Fを携帯して、途中の暇つぶしに色々と試してみました。

  FLEAZ Queは、GNSS(GPS等)/RNSS(QZSS等)の受信用です。
　SH-01Fは、主にSDR(SDR Touch, RadarStick)用に使いました。

【羽田空港の65番ゲートに駐機中のANA249の機内で測位】
  昔のGPSロガーが機内での測位が難しくて、窓に押し付けた状態でもやっと測位できるということが多かったです。
　しかし、最近のモデルは、窓際であれば、テーブルの上に置いたままの状態でも結構信号を拾ってくれます。
　
　今まで、窓際以外に座ったことが殆どなかったのですが、今回の利用便（ANA249,HND-FUK,B777-200）の席が窓から２列目でした。
　最近購入したFLEAZ Queは、手持ちのGNSS/RNSS受信端末としては、衛星の捕捉特性が良いような感じなので、受信テストをしてみました。

(1-1)65番ゲート（空港マップから引用）



(1-2)駐機中のANA249の機内で測位したDeviation Map

　FLEAZ QueにインストールしたZ-Device TestのGPS Accuracy TestのDeviation Mapを表示。
３分間の測位で平均誤差は33m。
　窓から２列目にしては悪く無いかも？

(1-3)各種測位データ


(1-4)GPS Accuracy Testで生成されたKMLデータをGoogle Earthで表示。(後処理)

  写真では駐機していないゲートが65番ゲートです。

(1-5)Z-devive testによるスカイプロット


【タキシングから離陸まで（Ｄ滑走路）】
(1-6)離陸待ち(RWY05)


(1-7)離陸


(1-8)HND_RWY05




【巡航中のANA249の機内で測位】
　AndroiTS GPS TestとGPS TESTで測位。
(2-1)11251m_722km/h


(2-2)11466m_717km/h


(2-3)AndroiTS GPS Testレベルプロット


(2-4)AndroiTS GPS Testスカイプロット


(3-1)GPS Testレベルプロット


(3-2)GPS Testスカイプロット



【SH-01FにインストールしたGPS EssentialsによるANA249の飛行位置/高度表示】
(4-1)ALT_11516m


(4-2)ALT_4445m


(4-3)ALT_1006m


(4-4)ALT_408m


(4-5)ALT_103m


　着陸後の表示高度が高すぎる？

【ヒルトン福岡シーホーク】
http://www.hiltonfukuokaseahawk.jp/

(5-1)SH-01FにインストールしたRadarStickでADS-Bを受信。

　見晴らしはいい割にはあまり受信できませんでした。
　窓が西向き（空港とは反対側）だったから？

(5-2)FLEAZ Queにインストールした Z-Device TestのGPS Accuracy Testで生成されたKMLデータをGoogle Earthで表示。(後処理)

空が西側しか開けていないので、測位中心が偏っています。


【福岡空港】
Fukuoka_Airport
https://en.wikipedia.org/wiki/Fukuoka_Airport

(6-1)SH-01FにインストールしたRadarStickでADS-Bを受信(６番ゲート付近)


(6-2)RadarStickのスクリーンショット

  高度の表示が　"on ground"となっている機体が２機あります。
　着陸済みだということだと思いますが、距離が8025km、座標が33°35′N  40°26′Eとなっています。
　どこかと思ったらイラクでした。　不思議・・・

(6-3)33°35′N  40°26′E




(6-4)SH-01FにインストールしたSDR TouchでFUK_TWRを受信

　ノイズとスプリアスが多いですが、強電界なので自作ネックストラップアンテナでも受信可能でした。

【巡航中のANA258の機内で測位】
　帰りの便は窓際でした。
(7)ANA258(FUK-HND)GPS Essentials



【巡航中のANA258の機内でADS-B受信】
(8-1)ANA258 FUK-HND(ADS-B SH-01F+RadarStick)表


(8-2)ANA258 FUK-HND(ADS-B SH-01F+RadarStick)裏

  何機か表示されましたが、搭乗機は表示されませんでした。

【羽田空港に接近中】
(9)ANA258 GPS Essentials(SH-01F) ALT_1324m




　暇つぶしにしては一寸手間がかかってしまいましたが、窓から２列目でも結構衛星が受信できたのは収穫でした。

[hnl2]Avare ADSB Proで見たJL786のHNLへの着陸の様子

  今回利用したJL786(NRT→HNL,B767-300ER,Y)の座席は、2-3-2配列の左から3列目ということで、残念ながら自前のGNSS(GPS等)では飛行位置を確認できませんでした。
　自機が送信しているADS-B信号が受信できれば、座標が確認できる筈です。
　以前何回か試して、中央の座席でも受信できることは確認していますが、全部の機材がADSB-信号を送信している訳ではないようです。
　
　搭乗機がダニエル・K・イノウエ国際空港（旧ホノルル国際空港）に着陸するときの表示画面をキャプチャしてみました。
　なお、機内アナウンスは、パイロット、ＣＡ共に「ホノルル国際空港」でした。

　受信装置
　　アンテナ：自作ネックストラップアンテナ
　　USBチューナ：DVB-T+DAB+FM (R820T)改
　  スマートホン：AQUOS PHONE ZETA SH-01F
　  ADS-Bアプリ：RadarStick＋RadarMaps、Avare ADSB Pro

  RadarStick＋RadarMapsとAvare ADSB Proの両方で試してみましたが、RadarStick＋RadarMapsの方は地図がうまく表示できませんでした。

　結果は以下の通りです。

  35000ftから徐々に高度が下がりますが、直陸の前後の高度表示がマイナスになっています。
　-100ftは直陸直前で、-175ftは着陸直後(on ground)です。
　GPSによる鉛直方向の測位精度は水平方向より低下しますが、175フィート(約53メートル)というのは大きすぎるような気がします。

　空港の標高データはどのようになっているのか、"hnl elevation feet"でGoogle検索してみました。
　結果は、「ダニエル・K・イノウエ国際空港/標高　13.1 ft」となりました。
　Wikipediaでも「標高4 m (13 ft)  」となっています。

　念のため別のサイトでも確認してみました。

　　HNL - Daniel K Inouye International Airport | SkyVector
　　https://skyvector.com/airport/HNL/Daniel-K-Inouye-International-Airport
以下上記URLから抜粋引用
----------------------------
　　　　　　　　Runway 08L　　Runway 26R
Elevation:　　　11.6 　　　　　8.4

　　　　　　　　Runway 08R　　Runway 26L
Elevation:　　　10.0　　　　　 10.0
----------------------------

　  DANIEL K INOUYE INTL Airport (PHNL)
　　https://www.globalair.com/airport/apt.weather.aspx?aptcode=HNL
    AIRPORT DIAGRAM
    https://resources.globalair.com/dtpp/globalair_00754ad.pdf

以下上記URLから転載(赤丸は後から追記)



　正確な数値はよく判りませんが、10フィート程度と考えてよいようです。
　着陸後にAvare ADSB Proで表示された-175フィートとはかなり異なります。

  ADS-Bの高度データは何を意味しているのでしょうか？
　下記のFAAの資料によれば、２種類のデータが送信されているようです。

　　Frequently Asked Questions (FAQs)
　　https://www.faa.gov/nextgen/programs/adsb/faq/

以下上記URLから抜粋引用
----------------------------
ADS-B
　ADS-B provides altitude, aircraft number, and vertical air speed. Will it also furnish horizontal air speed?

　In fact, ADS-B reports two kinds of altitudes: barometric and geometric. Barometric or pressure altitude is the one pilots know best ? this is the altitude that is displayed on the altimeter in the aircraft. Geometric altitude is calculated by GPS (Global Positioning Satellites) as the height of the aircraft above the earth ellipsoid. These two altitudes are not the same, but having both allows for applications that require one or the other as an altitude source and provides a means of verifying correct pressure altitude reporting from aircraft.
----------------------------

　下記の資料によれば、GPS等では地球の楕円体高を測定し、ジオイドマップを使用してジオイド高を求め、ジオイド高を基準にして標高を求めているようですが、これと関係あるのでしょうか？

　　電子航法研究所報告　No.114　2005．３
　　気圧高度計による高度測定誤差とその補正
　　https://www.enri.go.jp/report/kenichi/pdf/114_1.pdf

　もしかしたら、他のADS-Bアプリ（RadarStick）なら別の表示になった可能性はあるのでしょうか？

【RadarStick】
[機内(JL786)で受信]



[空港(HNL)で受信]

　"on ground"が表示されています。

　高度の表示方法が切り替えられているようですが、結局よく判りませんでした。

　飛行情報は機内モニタの画面を見れば判ることなのに、何が面白いのと言われそうですが、趣味の世界なので・・・

flightradar24で見た今朝の東京都庁上空

　本日（2017.2.26）開催された東京マラソン対応のへりと思われます。
　自宅の自作アンテナ＋R820T＋SDRアプリ(RadarStick)ではADS-Bの信号は受信できませんでした。

【Screenshot_2017-02-26-09-15-45】

【Screenshot_2017-02-26-09-18-18】

ADS-B受信テスト＠ホノルル

　ハワイ（ホノルル）ネタが続きますが、ご容赦の程・・・

　ハワイアン航空では機内での受信機使用が禁止されているので、趣味のGPSやADS-Bの受信ができませんでした。

　 仕方がないので、ホテル（Embassy Suites by Hilton Waikiki Beach Walk）とホノルル空港でADS-Bの信号を受信してみました。

 
  使用条件：
　　アンテナ：自作ネックストラップアンテナ
　　USBチューナ：DVB-T+DAB+FM (R820T)改
　  スマートホン：AQUOS PHONE ZETA SH-01F　(Wi-Fi利用)
　  ADS-Bアプリ：RadarStick, RadarMaps

【＠エンバシー・スイーツ】(11F 東側窓際)　　(表示時刻はJST)





　視界は空港方向には開けていませんが、どうにか１機見えました。

【＠ホノルル空港(HNL)】

　　ゲート前なので受信状態があまりよくないかも・・・

ADS-B／RadarStickで見た離陸時の高度変化

　ADS-BデコードアプリRadarStickで、滑走路付近の機体の高度を見ると、"on ground"だったり"0 m"だったりします。
　"on ground"と"0 m"はどう違うのでしょうか？

　飛行機に乗る機会があったので、好奇心で調べてみました。
　今回利用した便は、JAL957(NRT-PUS)です。
　利用ターミナルは第２ターミナルだったのですが、以前来たときと印象がかなり変わっていました。
　昔はシャトルを使ったような気がしますが、現在は動く歩道付きの長いコンコースになっていました。

【ズームで見た成田空港第２ターミナル】











　88番ゲート付近から99番ゲート方向を撮影しましたが、コンデジ(EX-ZR500)を使って、低解像度(640×480)で無理やり高倍率ズームしたので、画質が相当に劣化してます。

【99番ゲート】



　利用便はJL957(B737-800, NRT-PUS)、シートは左側の窓から３列目です。
　ADS-B信号は、搭乗直後から以下の条件で受信しました。

　　アンテナ：自作ネックストラップアンテナ
　　USBチューナ：DVB-T+DAB+FM (R820T)改
　  スマートホン：AQUOS PHONE ZETA SH-01F
　  ADS-Bアプリ：RadarStick

　駐機中は、自機（搭乗機）のデータは表示されませんでしたが、機体が動き始めると表示されるようになりました。
　以下、ADS-B／RadarStickで見た離陸時の高度変化の様子です。

【on ground】




【0 m】


【100 m】


【200 m】


【1000 m】


【on ground→0m→100m→→1000m】

【10400m/10362m】





  航空機の機材やADS-Bアプリによって表示形態が異なるのかもしれませんが、今回の場合は、車輪が滑走路に接している場合は"on ground"、車輪が浮いてから高度100mになるまでは"0 m"という表示になるような感じでした。
　スマホでの高度表示は100mステップですが、機内モニタでは1mステップで表示されます。

　機内モニタで高度は判るので、自分で高度を表示して何かの役に立つという訳ではありませんが、趣味の世界なので・・・

搭乗機のADS-B信号を受信してみました

  機内で何回かADS-B信号を受信しようとしたことがありますが、受信できた回数は非常に少ないです（２回程度？）。
　付近を飛んでいると思われる便の信号は受信できているので、受信装置の問題ではないと思います。
  JALを利用することが多いのですが、たたまた利用した便がADS-B対応でなかったのかもしれません。

　今回はJAL315とJAL318で試してみました。

　受信装置は以下の通りです。

　　アンテナ：自作ネックストラップアンテナ
　　USBチューナ：DVB-T+DAB+FM (R820T)改
　  スマートホン：AQUOS PHONE ZETA SH-01F
　  ADS-Bアプリ：RadarStick, RadarMaps, Avare ADSB

◎往路
【JAL315 (HND-FUK, B767-300, JA614J)】

(Avare ADSBによる表示)

（福岡空港着陸直前　搭乗機の機影）

（福岡空港着陸直前　表示高度０ｍ）

◎復路
【JAL318 (FUK-HND,  B777-200,  JA772J】
（My Tracksで見た離陸の様子・・・事前キャッシュ不足）

（Ｓメータがフルスケール）





　今回は、幸運なことに（？）往復ともADS-B信号が受信できました。

　搭乗機の位置を確認するだけであれば、スマホのGPSとオフラインマップで簡単にできるので、わざわざADS-B信号を受信する必要はないかもしれませんが・・・
　窓から離れた座席でも使えるのが僅かなメリット？