Tag: analysis of movement data

title_zh: ADS-B航迹采集尝试 (English version below) 航班追踪是很好的公民科学项目，刚好也和我的研究专长兴趣非常相符。在本科毕设指导评审和自己研究立项申请中，我都很希望可以延续以往车辆和行人轨迹数据分析的研究，同时与所在单位的教学科研方向实质性地紧密结合。除去理论和方法研究层面的问题，最常遇到的问题要属研究区域选择了：公开数据集通常不能覆盖中国大陆地区——相比于维基和OSM大陆社群，火腿和飞友们的规则意识和社会责任感使得他们自觉不向海外传输和共享数据。研究海外区域的数据则会使得项目申请和学生答辩面临沉重致命的质疑。国内航班信息提供商缺乏方便直接的数据接口，而缺乏网页产品、主打移动应用的策略使得逆向工程难度倍增，更不用说潜在的伦理和法律风险。因而，自行采集数据成为了一条值得尝试的出路。 受到医学项目预实验范式的启发，过去一个月写项目申请期间我决定通过动手采集和观察数据寻找灵感。此前了解到用于收看电视广播的RTL2832U电路和R820T芯片是一种价格和性能都可接受又易于获取的软件无线电解决方案。而各大航班追踪网站都会同时建议搭配一个SBC以最小代价实时接收和共享数据，因而还购入了一款树莓派作为初始设备。当然，后期走通技术路线并对整套系统有基本了解之后，在笔记本上安装虚拟机的方式在不要求持续在线的场景中也完全可行且方便。 按照adsb.im网站提供的说明，我们分别在RPi和VirtualBox中烧录了带有ultrafeeder项目安装的Raspberry OS和DietPi系统镜像。这个项目由Github的sdr-enthusiasts组织维护，使用了德国爱好者wiedehopf改编的后端ADS-B解码工具readsb和前端ADS-B航迹可视化界面tar1090。这个feeder项目支持向诸多平台实时共享数据，同时支持不作任何共享以及在一个feeder实例下接入多个子feeder (称为Stage 2)，满足私有数据保护和室内接收房间窗户单一面向性条件下多个天线数据的简单合并的需要。经过反复调整，在自家阳台上采用树莓派作为主机，放在另一侧窗口的旧笔记本上运行的虚拟机作为子节点，以及日常携带的工作笔记本上运行虚拟机作为在校测试的独立移动节点。截止目前，在自家两侧稳定采集将近两周，在广汉校区和天府校区测试采集各一次(共62061条记录)，具体统计分析还有待进行。 粗略观察可见，广汉的训练航迹因为三教的遮挡有部分缺失，但双流北向离场倒是意料之外地好；福田能通过不同方向拼凑看到天府西跑道北向和北跑道东向离场、东西两条跑道北向进近略有缺失，机坪南端的滑行也采集到一些；高空部分在五凤溪处四通八达。 在实际调试过程中当然少不了各种问题。比如电视棒硬件实际上质量参差不齐，表现为完全收不到任何有效信号只有噪声，或者难以在指定频率持续稳定工作，似懂非懂地查阅一些资料后认为可能是tuner芯片失效，由于没有相关电路知识和工具，所以也没有拆机深究，而是只能退货重买碰运气。软件上问题虽然不多，但也值得注意。网络环境导致开源工具链中的Debian软件更新、Docker软件获取、Github软件获取较为痛苦，尤其是初始搭建点亮的过程，配置更换镜像源自是不在话下，但除了各种折腾之外采用一些非可靠可信或有登录限制的私人源引入了一些对本任务没有那么重要的供应链安全风险。另外目的不同也使得我们虽然不需要配置共享到平台的内容，但需要更改一条readsb的配置选项READSB_ENABLE_TRACES=true，可以在ultrafeeder网页管理界面右上角的Setup菜单Expert选项(http://rpi.local/expert)通过添加环境变量的方式处理。配置好后以gunzip压缩的json格式轨迹将按照ICAO24位地址16进制表示的末两位组织在默认/opt/adsb/config/ultrafeeder/globe_history目录下的traces文件夹。如果没有配置开启轨迹存盘，则该路径中只会保留用于简单回放和查看大致分布的heatmap文件夹内的ttf格式二进制存档，没有包含完整的信息，同时文件解析和格式也明确没有保障。 总之有了这些数据，以后研究和指导希望都会有更好的素材和选题。从这些数据样本出发先行开发测试算法，也为后期凭借可展示的初步结果寻求更权威完整的合作数据申请提供支撑。 English version (Partially ranslated by gemma2 via Ollama, adjusted and reviewed by myself with reference to deepseek-r1:14b via Ollama) Flight tracking is a very nice project for citizen science, which also aligns with my research expertise and interest. For undergraduate thesis…