مولد إشارات ADS-B

المشكلة

تتطلب محاكاة اتصالات أجهزة الإرسال والاستقبال في الطائرات لأغراض الاختبارات الفضائية ونماذج التعلم الآلي عادةً أجهزة معقدة ومكلفة أو نصوصًا برمجية متفرقة. يفتقر الباحثون والمطورون إلى أداة Python نظيفة وقابلة للتكرار لتوليد إشارات النطاق الأساسي الاصطناعية لـ ADS-B مع تحكم دقيق في عيوب الترددات الراديوية (RF)، وخصائص المرسل، وتوزيعات الضوضاء.

المنهجية

يوفر مشروع adsb-generator مسار عمل متكامل بلغة Python يسد الفجوة بين تنسيق الرسائل الرقمية والسلوك الفيزيائي لقنوات الترددات الراديوية.

• يولّد رسائل Mode S Downlink Format 17 بطول 112 بت عبر أربعة أنواع رئيسية لإشارات الطائرات (التعريف، الموقع على السطح، الموقع الجوي، والسرعة الجوية).
• يحاكي سلسلة إشارات كاملة من ثلاث مراحل: التضمين المثالي لموضع النبضة (PPM)، وعيوب جهاز الإرسال (انخفاض السعة وضوضاء الطور)، وتدهور قناة التردد اللاسلكي (ضوضاء AWGN، وعدم توازن I/Q، وإزاحات التردد والطور، وإزاحات التيار المستمر).
• مبني بالكامل على مكتبة NumPy لمعالجة المصفوفات بأداء عالٍ، مع ضمان قابلية التكرار الحتمية عبر البذور المشتركة (Seeds) وتكوينات التوزيع المرنة.

النتيجة

يمكّن adsb-generator الباحثين ومطوري أنظمة الطيران من البث الفوري أو التصدير (بصيغ .npz، .csv، .json، .jsonl) لآلاف إشارات النطاق الأساسي الواقعية للمعالجة اللاحقة، واختبار الخوارزميات، وتدريب الشبكات العصبية في تطبيقات الطيران والفضاء.