Friedt Jean-Michel

Nous explorons la réception de signaux émis depuis les observatoires de métrologie du temps et des fréquences européens et rediffusés par satellite géostationnaire en traitant le signal reçu sur une parabole de télévision au moyen d’une radio logicielle.

Deux composants de la société anglaise Mirics ont été associés pour proposer le RSP1, une radio logicielle à moins de 20 euros couvrant 10 kHz–2 GHz (donc de la bande HF, notamment des radioamateurs, au GPS et à Iridium), mais surtout offrant une bande passante jusqu’à 8 MHz. Malheureusement, son utilisation s’appuie sur la bibliothèque propriétaire SDRPlay, dont l’installation n’est pas de tout repos.

Nous proposons d’aborder la transformée de Fourier rapide dans le contexte de l’environnement exécutif multitâches FreeRTOS à destination de microcontrôleurs ARM émulés dans QEMU. Ce faisant, nous découvrirons les plaisirs du partage de ressources et des queues pour échanger les données entre tâches, ainsi que quelques appels de fonctions cachées dans les bibliothèques dont l’utilisation s’avérera quelque peu périlleuse.

Nous exploitons les signaux émis à intervalles connus et documentés sur le site Copernicus de l’ESA par les satellites Sentinel-1 pour une mesure au sol de RADAR passif bistatique. Deux antennes au sol, une antenne de référence qui observe le signal direct émis par le satellite, et une seconde antenne de surveillance qui observe les réflexions par les cibles illuminées par le satellite sont connectées à un récepteur de radio logicielle pour collecter à 5405 MHz les signaux de Sentinel-1. La détection de cibles à plusieurs kilomètres du récepteur est démontrée avec un système simple composé d’une radio logicielle Ettus Research B210 et d’une Raspberry Pi 4 programmée efficacement. La diversité spatiale introduite par le mouvement du satellite le long de son orbite permet de cartographier les cibles en distance et en azimut.

Je me suis longuement demandé ce qu’on pouvait faire d’intelligent avec un téléphone portable, autre que de casser des briques/bulles/billes, d’échanger des messages stériles en moins de 200 caractères ou de faire défiler des images en moins de temps que le cerveau n’en a besoin pour les visualiser. Qu’est-ce qui justifie un calculateur puissant, autonome et fonctionnant sur batterie, idéalement géolocalisé en recevant les signaux de satellites équipés d’horloges atomiques (GPS/Galileo/GLONASS/Beidou), et capable d’accéder à une base de données ? Finalement au cours des missions de terrain, la révélation se trouva dans QField, l’outil embarqué pour téléphone portable et tablette sous Android, permettant de visualiser un projet QGIS afin d’emporter partout sa base de données géoréférencées et de la mettre à jour avec les nouvelles observations.

Dans une époque lointaine et révolue de conférences en présentiel, nous avions proposé d’organiser une rencontre européenne des utilisateurs et développeurs de l’environnement libre de traitement numérique de signaux radiofréquences GNU Radio. Persévérants que nous sommes, après l’obligation d’annulation en dernière minute l’année dernière dans l’incertitude des déplacements et des rencontres, nous avons retenté cette année d’organiser une conférence, qui s’est rapidement avérée devoir se tenir en virtuel. En voici les leçons tirées, complétées de quelques divagations techniques sur le concours proposé et les tutoriels.

L’agence spatiale européenne (ESA) diffuse librement les données acquises par les RADAR spatioportés Sentinel-1. Au-delà de la mesure de distance à une cible, l’exploitation de ces données permet d’extraire bien des informations sur les conditions de propagation et de réflexion des ondes électromagnétiques émises autour de 5,405 GHz. L’analyse des données brutes permet d’atteindre un tel objectif, de l’utilisation des phases d’écoute du satellite comme radiomètre à la détection des émetteurs au sol autour de sa bande de fréquence de fonctionnement C civile ou G militaire. L’ESA ne supporte pas officiellement le décodage des données brutes... qu’à cela ne tienne, nous allons pallier cette déficience en analysant le format des données et en fournissant la solution au décodage des informations brutes disponibles sur le site Copernicus, validée par la compression en azimut et en distance des impulsions... et bien plus !

Nous explorons le format G3DB exploité dans nombre de jeux programmés en Java sous Android s’appuyant sur la bibliothèque LibGDX. Cette étude sera l’occasion de découvrir le format universel binaire JSON, conçu pour sa compacité tout en conservant une facilité d’analyse bien connue de ce format de données. Nous aboutirons ainsi à un modèle 3D exploitable dans tout logiciel de conception assistée par ordinateur et conclurons par l’impression des divers éléments de la maquette et son assemblage.

Le développement de systèmes embarqués se doit d’optimiser l’utilisation des ressources de stockage, de calcul et énergétiques. En aucun cas compiler sur la plateforme embarquée cible ne respecte ces contraintes. Nous présentons Buildroot pour cross-compiler un système GNU/Linux efficacement, et le bénéfice en termes de performances qu’on en tirera.