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飛機跟蹤原理和技術實現(xiàn)方式

 

北京時間 8 月 3 日零時 18 分，刷新刷新飛行航班信息平臺 Flightradar24 發(fā)布推文稱，當前當前佩洛西搭乘的頁面頁面 C-40C 專機（呼號 SPAR19）在臺北降落時有 70.8 萬人進行實時追蹤，SPAR19 創(chuàng)下 Flightradar24 平臺實時追蹤人數(shù)最高紀錄。新數(shù)

當日凌晨 4 時 21 分，沒想Flightradar24 發(fā)布推文稱，刷新刷新這架呼號為 SPAR19 的當前當前飛機從吉隆坡起飛到降落在臺北期間，有 292 萬用戶追蹤了至少其中一段飛行航程動態(tài)飛機降落時，頁面頁面有 70.8 萬人進行實時追蹤。新數(shù)

這兩項數(shù)據(jù)都創(chuàng)下 Flightradar24 的沒想最高紀錄1、Flightradar 24：實時追蹤全球飛行航班Flightradar 24 是刷新刷新一項全球航班跟蹤服務，最初由瑞典航空愛好者創(chuàng)立，當前當前可以提供全球數(shù)千架飛機的頁面頁面實時信息。

Flightradar 24 可以實時跟蹤來自全球 1200 多家航空公司的新數(shù) 180000 多個航班，往返于全球 4000 多個機場可以在線跟蹤當天飛行航班的沒想飛行地圖軌跡、飛機型號、出發(fā)地、目的地、海拔高度、飛行速度、經緯度、飛機雷達型號等信息。

此外，多天以前的飛行航班信息也可以追蹤到Flightradar24 提供的上述服務可在線使用，適用于 iOS 以及 Android 設備用戶如果想追蹤某一航班的信息，可以直接登錄 Flightradar24 官網（http://www.flightradar24.com/），輸入航班信息或者點擊地圖中的航班，就可以追蹤該航班飛行信息。

2、航班跟蹤的工作原理Flightradar24 結合了來自多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，包括 ADS-B、MLAT 和雷達數(shù)據(jù)ADS-B、MLAT 和雷達數(shù)據(jù)與航空公司和機場的時刻表和航班狀態(tài)數(shù)據(jù)匯總在一起，可以在 Flightradar24 官網（www.flightradar24.com）和應用程序（https://www.flightradar24.com/apps）中實現(xiàn)航班跟蹤功能。

ADS-B 系統(tǒng)Flightradar24 用于接收航班飛行信息的主要技術稱為廣播式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)。下圖很好地解釋了 ADS-B 技術。

飛機從 GPS 導航源（衛(wèi)星）獲取其位置飛機上的 ADS-B 應答器傳輸包含位置（以及更多內容）的信號ADS-B 信號由連接到 Flightradar24 的接收器接收接收器向 Flightradar24 發(fā)送數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)顯示在 www.flightradar24.com 和 Flightradar24 應用程序中ADS-B 是一項正在開發(fā)中的相對較新的技術，目前，它還很少被空中交通管制 (ATC) 使用Flightradar 24 估計，大約 70% 的商用客機（歐洲 80%，美國 60%）配備了 ADS-B 應答器。

對于通用航空來說，這個數(shù)字可能低于 20%不過，配備 ADS-B 接收器的飛機的比例正在穩(wěn)步增加， 逐漸成為全球大多數(shù)飛機的強制要求在強制要求的情況下，ADS-B 將取代初級雷達，成為空中交通管制中心使用的主要監(jiān)視方法。

Flightradar24 在全球擁有一個超過 2 萬個 ADS-B 接收器的網絡，這些接收器從帶有 ADS-B 應答器的飛機接收飛行信息，并將這些信息發(fā)送到 Flightradar24 的服務器由于使用的高頻頻率（1090 MHz），每個接收器的覆蓋范圍被限制在所有方向上大約 250-450 公里（150-250 英里），具體取決于位置。

飛機飛行距離接收器越遠，它必須飛得越高才能被接收器覆蓋因為距離的限制，使得 ADS-B 目前對海洋的覆蓋變得非常困難在巡航高度（30,000 英尺以上），F(xiàn)lightradar24 覆蓋了歐洲和美國的 100%（區(qū)域）。

在加拿大、墨西哥、加勒比、委內瑞拉、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、巴西、南非、俄羅斯、中東、巴基斯坦、印度、中國、日本、泰國、馬來西亞、印度尼西亞、澳大利亞、新西蘭，ADS-B 的覆蓋和范圍也不錯在世界其他地區(qū)，ADS-B 的覆蓋范圍各不相同。

Flightradar24 正在不斷通過 FR24 接收器在世界各地增加覆蓋范圍MLAT在一些覆蓋多個 FR24 接收器的 地區(qū)，F(xiàn)lightradar24 還使用一種到達時間差 (TDOA) 的方法，借助多點定位 (MLAT) 計算未配備 ADS-B 的飛機的位置。

通過測量從使用老式 ModeS 應答器的飛機接收信號所需的時間，就可以計算出這些飛機的位置需要 4 個或更多的 fr24 接收器，接收來自同一架飛機的信號，才能使 MLAT 工作MLAT 的覆蓋范圍只能在大約 3,000-10,000 英尺以上實現(xiàn)，因為隨著高度的增加，四個或更多的接收器接收應答器信號的概率增加。

目前，歐洲和北美的大部分地區(qū)都被 3,000-10,000 英尺以上的 MLAT 覆蓋墨西哥、巴西、南非、印度、中國、日本、泰國、馬來西亞、印度尼西亞、澳大利亞和新西蘭也有一些 MLAT 覆蓋隨著 Flightradar24 繼續(xù)向網絡添加新的接收器，更多地區(qū)將獲得 MLAT 覆蓋。

衛(wèi)星基于衛(wèi)星的航班跟蹤是 Flightradar24 尋求全球 ADS-B 覆蓋的最新舉措配備 ADS-B 接收器的衛(wèi)星從地面 ADS-B 網絡覆蓋區(qū)域之外的飛機收集數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到 Flightradar24 網絡。

Flightradar24 上可用的基于衛(wèi)星的 ADS-B 數(shù)據(jù)來自多個供應商由于提供數(shù)據(jù)的衛(wèi)星數(shù)量及其位置是動態(tài)的，因此衛(wèi)星覆蓋范圍也各不相同通常，基于衛(wèi)星的 ADS-B 增加了無法進行地面接收的海洋上空飛行的覆蓋范圍。

只有配備 ADS-B 應答器的飛機才能通過衛(wèi)星被跟蹤估計當一架飛機飛出覆蓋范圍時，如果航班目的地已知，F(xiàn)lightradar24 會持續(xù)估計飛機的位置長達 2 小時對于沒有已知目的地的飛機，位置估計可達 10 分鐘。

位置是根據(jù)許多不同的參數(shù)計算出來的，且在大多數(shù)情況下相當準確，但對于長途飛行來說，在最壞的情況下，位置可能會偏離約 100 公里 (55 英里)在設置中有一個選項，可以設置多長時間你想看到估計的飛機在地圖上。

3、如何開發(fā)一款航班跟蹤程序本教程將幫助大家使用 FlightRadar24（https://cesium.com/blog/2020/08/13/flightradar24/）收集到的雷達數(shù)據(jù)，構建自己的第一款 Cesium 應用程序，以可視化方式追蹤從舊金山到哥本哈根的真實航班。

接下來，你將學習如何：在 Web 上設置并部署 Cesium 應用添加全球 3D 建筑物、地形與圖像基礎層通過位置列表，準確顯示飛機的持續(xù)行進情況前期準備我們將從 Cesium ion（用于流傳輸和 3D 內容托管的開放平臺）獲取全球衛(wèi)星圖像、3D 建筑與地形數(shù)據(jù)。

如果您還沒有 Cesium ion 賬戶，請點擊此處（https://cesium.com/ion/signup）免費注冊在登錄完成后：轉向 Access Tokens（https://cesium.com/ion/tokens）選項卡。

請注意默認令牌（https://cesium.com/ion/signin/tokens）旁的復制按鈕，我們會在下一步操作中使用這個令牌Cesium ion 是一個用于流傳輸和 3D 內容托管的開放平臺，您可以使用其中提供的全球精選數(shù)據(jù)創(chuàng)建自己的實際應用。

1、設置 Cesium 應用這里我們使用開源 JS 引擎 CesiumJS 創(chuàng)建自己的應用，同時使用在線 IDE Glitch 托管應用成果使用基礎模板創(chuàng)建一個新的 Glitch 項目（https://glitch.com/edit/#!/remix/cesium-template）。

單擊左側面板中的 index.html，查看應用程序代碼將 your_token_here 替換為我們從令牌頁面處獲取的訪問令牌點擊上方的 Show，再選擇 Next to The Code 運行應用

到這里，index.html 中的代碼會執(zhí)行三項操作：導入 CesiumJS 庫通過以下兩行加載 JS 和 CSS 文件：

>

 rel="stylesheet">為場景添加一個 HTML 容器:

.初始化查看器:const viewer = new Cesium.Viewer(

cesiumContainer);現(xiàn)在我們已經在瀏覽器中運行起最基礎的 CesiumJS 應用程序，其中包含來自 Cesium ion 的全球衛(wèi)星圖像配置自動刷新1、配置自動刷新Glitch 會在每次代碼更改時，自動刷新當前頁面。

您可以單擊左上角的項目名稱并取消相應勾選框，借此切換為不自動刷新：

使用應用窗口上方的刷新按鈕，即可重新運行當前應用：

2、添加全球 3D 建筑物與地形下面，我們在場景中添加一些全局圖層您的 Cesium ion 賬戶默認可以訪問以下資產：Cesium World Terrain（https://cesium.com/platform/cesium-ion/content/cesium-world-terrain/）。

——高分辨率地形，精度可達 1 米Cesium OSM Building（https://cesium.com/platform/cesium-ion/content/cesium-osm-buildings/）。

——由 OpenStreetMap 提供超過 3.5 億座建筑物的數(shù)據(jù)Bing Maps Aerial Imagery——分辨率達 15 厘米的全球衛(wèi)星影像到這里，您的應用已經用上 Bing Maps 層了。

在 index.html 中，使用以下代碼替換掉您的 JS 代碼，但請保留之前使用的訪問令牌行// Keep your `Cesium.Ion.defaultAccessToken = your_token_here。

` line from before here.const viewer = new Cesium.Viewer(cesiumContainer, {terrainProvider: Cesium.createWorldTerrain()

});通過單擊和拖動來探索場景手動時按住 CTRL 鍵可以調整相機角度請注意，放大時會加載更多高級細節(jié)，請根據(jù)實際準確性需求選擇可視化比例這里我們使用的是 3D Tiles，一種能夠將內容流傳輸至任意設備的開放標準。

感興趣的朋友請點擊此處（https://cesium.com/docs/tutorials/ion-intro/）了解如何將自有數(shù)據(jù)轉換為 3D Tiles3、可視化各單獨樣本FlightRadar24 使用多種方法追蹤空中交通，包括雷達信號。

為簡單起見，這里我們將雷達數(shù)據(jù)直接復制到應用程序當中但大家之后也可以擴展相應代碼以解析原始數(shù)據(jù)，甚至在樣本從服務器傳遞至應用程序的過程中，對空中交通進行實時可視化感興趣的朋友可以點擊此處（https://s3.amazonaws.com/cesiumjs/downloads/FlightRadar24_SFO_to_CPH_SK936.csv）下載航班原始數(shù)據(jù)。

添加以下代碼，即可對場景中的單一點位進行可視化，并引導相機前往該點點擊紅點以查看附加說明此描述可用于附加信息，例如每個點位的確切位置或捕捉時間此處代碼片段過長，請查看：https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/cesiumjs-flight-tracker/。

4、要對完整雷達樣本進行可視化，請將以上代碼（第 3 步）替換為以下代碼片段此處代碼片段過長，請查看：https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/cesiumjs-flight-tracker/。

現(xiàn)在，我們已經可以看到航班的完整雷達樣本了，從登機口、跑道、一直到降落在哥本哈根機場的全過程。

我們使用的是什么坐標系？CesiumJS 中的坐標，使用的是 ECEF 格式的 Cartesian3 類在這套系統(tǒng)中，原點（0，0，0）代表地球的地心因此，我們才使用 Cartesian3.fromDegrees 將經度、緯度和高度轉換為 ECEF 中的 X、Y 和 Z。

CesiumJS 的高度單位為米，與 WGS84 保持一致我們對雷達數(shù)據(jù)進行了預處理，借此將相對平均海平面高度的英尺轉換為米5、隨時間推移實現(xiàn)航班軌跡可視化到這里，我們已經完成了對雷達樣本的可視化CesiumJS 內置支持，允許向持續(xù)收集到的樣本間插值，因此可以看到飛機在任意給定時刻的所處位置。

我們還將創(chuàng)建一個 SampledPositionProperty ，用于存儲各位置及時間戳源數(shù)據(jù)不并不包含各樣本的時間戳，但由于我們明確知道追蹤的航班編號為 SK936，計劃于太平洋標準時間 2020 年 3 月 9 日下午 4：10 起飛。

這里，我們假設位置樣本的采集間隔為 30 秒在 index.html 中將所有 JS 代碼替換為以下代碼，只保留開頭確定的訪問令牌行航班動畫：使用左下角的按鈕播放 / 暫停動畫單擊并拖動詢問時間軸，即可切換場景時間。

雙擊地面上的任意位置，即可解除相機與移動實體的綁定此處代碼片段過長，請查看：https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/cesiumjs-flight-tracker/。

從這趟跨大西洋航班，我們可以看到 3D 可視化為何能大大降低數(shù)據(jù)的理解難度。不過雷達樣本的連接線大多是直的，我們可以在 2D 地圖上使用常見的 Web 墨卡托投影，用曲線表示飛機的起降軌跡。

6、上傳飛機模型最后一步，我們把飛機的 3D 模型添加到實體當中，替換掉簡陋的綠色圓圈下載飛機的 3D 模型（https://s3.amazonaws.com/cesiumjs/downloads/Cesium_Air.glb）。

前往賬戶儀表板，將模型文件拖進此頁面選擇 3D Model（Convert to glTF），之后點擊 Upload處理完成之后，通過在儀表板中選擇新資產并查看右側的預覽窗口，即可找到資產 ID7、添加飛機模型

刪除從以下行開始的之后所有代碼：// STEP 4 CODE (green circle entity)替換為以下代碼將 your_asset_id 部分替換為你的資產 ID現(xiàn)在，我們就有了能夠跟隨飛行雷達樣本持續(xù)前進的飛機模型！如果大家有自己的 3D 模型，也可以嘗試添加到場景中。

完整代碼源過長，請查看：https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/cesiumjs-flight-tracker/原文infoQ：https://mp.weixin.qq.com/s/x1GqMzpj_K0s2QFK7KQe9w

參考鏈接：https://cesium.com/learn/cesiumjs-learn/cesiumjs-flight-tracker/https://www.flightradar24.com/how-it-works

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