Raspberry Piで基地局を作って飛行機のトラフィックを追跡する方法

「毛穴から飛行機への情熱があふれている」というエンジニアのブライアン・クリストナー氏が、「Raspberry Piで手元に基地局を作成し、頭上を飛んでいる飛行機を追跡する」というプロジェクトを行いました。2017年にも同様のプロジェクトを行ったクリストナー氏ですが、3年という月日で作業が驚くほどに簡単になったとして、その方法を公開しています。

How to Monitor Airplane Traffic with a Raspberry Pi
https://brianchristner.io/monitor-airplane-traffic-with-a-raspberry-pi/

飛行機は衛星を使用して位置が特定されますが、この際、ADS-Bと呼ばれる暗号化されていない信号として送信されます。地上のレーダーはこの信号を受信することで、それぞれの飛行機が飛んでいる位置を把握することができ、飛行機の誘導を行うことが可能になります。

クリストナー氏は世界中のフライト情報を提供するFlightAwareの情報を利用して飛行機の追跡を行いました。FlightAwareは世界でも最大の航空追跡データプラットフォームであり、フライト情報・指標などを収集、これらをフライト追跡マップとして視覚化し、ライブで配信しています。FlightAwareはデータを航空交通管制から収集するとともに情報をクラウドソーシングしており、飛行機の緯度と高度を放送するADS-Bを受信するオープンソフトウェア「PiAware」を公開しています。今回クリストナー氏はPiAwareとRaspberry Piを使って世界中の飛行機を追跡するプロジェクトを行ったとのこと。

具体的には、「Raspberry PiでFlightAwareの基地局を作成し、ADS-Bデータを収集し、それを視覚化のためにFlightAwareに送信した」とクリストナー氏は述べています。Raspberry PiでPiAwareを走らせ、ADS-B信号の記録のためにUSB型TVチューナーを利用したとのこと。

ADS-B受信機の自作方法はFlightAwareが公開しており、必要な部品リストなどは以下にまとめられています。

PiAware - FlightAwareの仲間になれるADS-B受信機を自作しよう - FlightAware
https://ja.flightaware.com/adsb/piaware/build

主なパーツはRaspberry Piと小さなアンテナ、そしてDVB-TのUSB型TVチューナーで、必要予算は45ドル(約4700円)ほど。アンテナとTVチューナーを高価な物にした場合、20～40ドル(約2100～4200円)ほど予算が高くなりますが、受信データの範囲が広がるそうです。実際にクリストナー氏が作成した基地局は以下。

プロセスは以下の通り。

1：PiAwareのイメージファイルをダウンロードする
2：ファイルをSDカードにコピーする
3：Wi-Fi接続できるようにRaspberry PiをHeadlessでセットアップする
4：Raspberry Piを起動してIPに接続する
5：FlightAwareアカウントに接続する
6：飛行機のトラフィックの記録を開始する

上記のプロセスにより自分の手元で基地局を作成し、頭上を飛ぶ飛行機の追跡を行うことが可能。収集したデータは以下のように可視化されます。

Brian Christner ADS-B Feeder Statistics - FlightAware
https://ja.flightaware.com/adsb/stats/user/vegasbrianc

なお、クリストナー氏は2017年にもRaspberry Piで飛行機のトラフィックを監視するプロジェクトを行ったそうですが、2017年のプロジェクトでは、コンテナ仮想化を用いてアプリを開発・配置・実行するDockerでイメージファイルを作成し、USBチューナーと収集データ、そしてDockerのコンテナが連動するための作業が必要であり「楽しいが時間がかかりすぎた」とのこと。しかし、2017年以降はPiAwareに大きな進化がみられ、あらかじめ作成されたRaspberry Piのイメージファイルが必要なドライバーなどとともに用意されており、SDカードにPiAwareをコピーするだけで作業が完了するようになったそうです。