通过背景中的飞机声定位视频拍摄地点
这很吸引人:
这段视频介绍了一种技术:通过分析音频中经过飞机的微弱声音,可以揭示一段原本无法识别的录音是在哪里制作的。这项技术既令人着迷又令人恐惧。它的工作原理是查看多普勒曲线,这些曲线描绘了飞机飞过头顶时,由于多普勒效应,其声音如何变化。这就是人们熟悉的同一种多普勒效应:警笛靠近时频率升高,经过并远离时频率降低。更一般地说,它指的是当观察者和波源相对运动时,观察者感知到的波频率发生变化的现象。[…] 不过,这里相关的是声音,具体来说是飞机的声音。在他的视频开头,Colsto 调出了一张地图,显示他正在追踪的那段视频录制时空中航班的情况。这些信息大部分是公开可得的。配备 Automatic Dependent Surveillance–Broadcast(ADS-B)的飞机会传输有关其位置、速度和高度数据,航班追踪服务会收集这些数据并向公众提供。虽然并非每架飞机都被追踪,但该系统提供了大量关于飞机动向的信息。
这段视频介绍了一种技术,通过分析音频中经过飞机的微弱声音,可以揭示一段原本无法识别的录音是在哪里录制的。这项技术既令人着迷又令人恐惧。
它的工作原理是查看多普勒曲线,这些曲线描绘了飞机飞过头顶时,由于多普勒效应,其声音如何变化。这就是人们熟悉的同一种多普勒效应:警笛靠近时频率升高,经过并远离时频率降低。更一般地说,它指的是当观察者和波源相对运动时,观察者感知到的波频率发生变化的现象。
不过,这里相关的是声音,具体来说是飞机的声音。在他的视频开头,Colsto 调出了一张地图,显示他正在追踪的那段视频录制时空中航班的情况。这些信息大部分是公开可得的。配备 Automatic Dependent Surveillance–Broadcast(ADS-B)的飞机会传输有关其位置、速度和高度数据,航班追踪服务会收集这些数据并向公众提供。虽然并非每架飞机都被追踪,但该系统提供了大量关于飞机动向的信息。
标签:航空旅行、地理定位、视频
发布于 2026年11月6日上午9:57 • 19 条评论
评论
Wicked Lad • 2026年11月6日 下午12:16
冒着说显而易见的风险,这似乎也可用于评估一段视频在据称的地点和时间拍摄的可能性。
Clive Robinson • 2026年11月6日 下午1:03
这个想法并不完全新鲜,二战时期英国南海岸的混凝土声镜就是明证。
但它还可以追溯得更远,到一战时期追踪英国海岸周边潜艇的尝试;那已发展成一套系统,用于探测俄罗斯潜艇绕过欧洲各地进入大西洋。
但从另一个方面看,录音音频中的“市电嗡鸣”也可用作非常精确的时间指示。
这个想法的问题在于,你既需要“起始位置”,也需要“时间”。当前的“全球导航卫星系统”(GNSS)也有同样的问题,
https://www.advancednavigation.com/tech-articles/global-navigation-satellite-system-gnss-and-satellite-navigation-explained/
你必须解出一系列基于时间/距离的“三角形”,同时还要考虑信号的传播速度,而这当然是可变的……不仅因为多普勒频移,还因为通信信道的特性。
这种技术通常被称为“Trilateration”,
https://en.wikipedia.org/wiki/Trilateration
并且从假设一个起始点位置和时间开始,然后迭代计算,直到得到一个可能的位置匹配,然后不断细化,直到确认并达到所需的精度。
有趣的是,你可以对来自广播电台或“Private Mobile Radio”(PMR)或“Ham/Amateur Radio”的 VHF 和 UHF 传输做类似的事情。
基本上,信号从飞机上反射,并由于飞机相对于接收器的物理运动而被交叉调制。
据我所知,这最初是由几位业余无线电工程师在英国演示的,这导致了 RADAR 的出现。
其中的功劳被 Robert Watson[1] 窃取,他后来将 Watt 用连字符加到了自己的姓氏中。
官方说法是,两名男子是 Robert Watson-Watt 和 Arnold Wilkins,他们驱车进入 Daventry 的 BBC 发射台附近的一片田地,架设了几根天线,并使用示波器检测到了一架飞过的轰炸机的反射信号。
现实是,其他人已经发现了这种效应并讨论过,消息传到了 Arnold Wilkins 的耳朵里,他是 Watson 的助手。但 Robert Watson 参与的唯一原因是他工作的一部分是测量我们现在称为“传播”[2]的大气效应。Air Ministry 的人得知了从飞机反射信号并识别其方向的效应,然后要求进行调查。因此,这项工作落到了 Watson 头上,因为他在公共薪资系统中担任最相关的研究职位……
这么多是可以确认的,因为轰炸机的飞行是在所谓的“实验”之前“官方安排”的,而实际上那只是对其他人早些时候通过实验已经确立的东西的“演示”。
[1] 二战期间,我母亲不幸与 Robert Watson-Watt 共事……她真的对他没有一句好话,并且有不少关于他恶劣行为的故事。
[2] 然而 Robert Watson 确实有一个出名之处,他在为位于英格兰南部 Slough 的 Met Office 工作时命名了“电离层”,那里是 National Physics Laboratory 的早期所在地。据称他试图通过雷暴追踪天气。他最终确实成功了,但由于“天线无法足够快地转动”而存在问题。这个问题由英国无线电工程师 Frank Adcock 在 1919 年的专利工作解决,他当时是 British Expeditionary Force(BEF)在法国的陆军军官,发明了后来被称为“The Adcock aerial / antenna array”的东西。但这本身仍然无法足够快地获取方向。这个问题通过从美国获得一台 X/Y 显示示波器而解决。正是这个系统被带到了 Daventry 的田野……
Confused • November 6, 2026 5:52 PM
如果一个人抹去了所有元数据,包括视频拍摄的时间,那么什么会成为与任何航班相关的时间框架的指示器?
lurker • November 6, 2026 7:27 PM
“这种技术既令人着迷又令人恐惧。”
又一个第一世界问题解决了——或者说真的解决了吗?要使用这种方法,视频需要在足够靠近航线的地方拍摄,并且背景噪音足够低以辨别飞机噪音。它并不在我的恐惧清单上排得很高。
Wharrrrrrgarbl • November 6, 2026 8:51 PM
像 {{NAME_ab12cd34}} 这样写的值是
@Confused,视频演示了几种情形。其中一个是长视频(超过 900 秒),已知录制日期,并且除了“在美国本土”之外基本没有位置数据。另一个则精确知道视频录制的时间,但只有一条多普勒轨迹可供分析。两者都能在不参考任何真正视觉数据的情况下定位拍摄视频的相机。将航班关联起来的是多普勒数据,它建立了空间关系;而多普勒信号之间的时间间隔则约束了第二架飞越该位置的航班。
Clive Robinson • November 6, 2026 10:57 PM
@ Confused,ALL,
你问了一个相当合理的问题:
blockquote>如果抹掉所有元数据,包括视频拍摄的时间,那么还有什么能作为与任何航班相对应的时间范围指标呢?”
@Wharrrrrrgarbl 给你概述了链接中的内容。
但还有很多其他信号,其中一些本身也可作为工具使用。
任何现实世界的视频/音频录制都包含“干扰/噪声”信号,其来源要么是“人造”(QRM),要么是“自然”(QRN);这是无法避免的现实。
两者都会出现在音频和视频传感器输入中,也会来自录制设备的电源。
这些信号可以从其他噪声中、以及从视频中“有用信号”的下方被“提取出来”。
以下几种非飞机信号将会或可以被“提取出来”,
QRM 的一个例子是“电源哼声”,在正确处理的情况下,它可以给出精确到 1/800 秒或更好的“时间”,并通过“电网”给出粗略的位置指示。
很久以前,英国警方曾用它来检查“录音”是否连续——即未经剪辑——以及录制时间。
QRN 的一个例子是阳光和阴影。通常最好让天文学家、水手或测量员来解释其工作原理的精妙之处并实际操作,但即使在多云天气,太阳也能用物体的影子“制作日晷”。这可以相当好地给出纬度和经度。
QRM 的另一个例子精度较低,但足以用于时间和大致位置,那就是车辆及其他噪声,它们相当独特,并且按时间表运行。这一类几乎成了侦探电影和 CSI 电视节目中使用方式的固定桥段。
但也有属于“动物声音”的 QRN。我们在城市或主要是城市的环境中不会注意到它,但时间的流逝会被包括人类在内的生物标记出来。最明显的是如今非常罕见的“公鸡啼鸣”,但大多数农家场院/牲畜都会基于时间发出某种声音。无论是因为太阳,还是因为喂它们的人等等。
由于白昼会随一年中的时间和纬度而变化,动物声音也可以给出大致位置。
还有其他影响因素,但它们可能只对某些人有用。美国和其他地方的供电网常常架设在木
文章标题:通过背景飞机声音定位视频拍摄地点
顺便说一句,我觉得 AI 可以让文章中描述的技术变得更容易上手、更准确、更自动化。
Ferentarius • 2026年11月7日 下午12:31
这既令人印象深刻,又有点让人不安。利用公开可得的 ADS-B 数据和过往飞机的多普勒特征来对一段视频进行地理定位,充分展示了开源情报能揭示多少信息。这是一个很好的例子,说明对广泛可获取的数据进行创造性的分析,能够挖掘出大多数人认为不可能获得的洞见。这也提醒我们,网上看似匿名的东西往往并非如此——环境细节可能泄露的比你预想的更多。
Q • 2026年11月7日 下午7:23
我看了那个视频,对其结论感到沮丧——结论是音频无法被修改以使该技术失效。
但尝试过的选项只是试图滤除多普勒声音。没有考虑过加入大量虚假多普勒声音的尝试。
如果它无法被滤除,那就多加点进去,把分类器搞糊涂。信噪比会大幅下降。
anon • 2026年11月8日 上午3:15
这会比使用电力线的高压嗡鸣更准确还是更不准确?
Clive Robinson • 2026年11月8日 上午8:35
此致,
“如果它无法被滤除,那就多加点进去,把分类器搞糊涂。信噪比会大幅下降。”
遗憾的是,由于各种原因,用“虚假信号”抬高噪声底噪已经不再奏效了。
主要原因是,虚假信号总会有某种你察觉不到或无法考虑到的区分特征。
至少,虚假信号无法与环境的 ADS-B 和声学特征相吻合(想想多径和选择性吸收)。
所以,如果你从其他地方录制信号并加入其中,它们对于录音中的真实信号来说,会被测量为不正确的。
Clive Robinson • 2026年11月8日 上午9:37
你问的是,
“这会比使用电力线的高压嗡鸣更准确还是更不准确?”
像大多数涉及换能器的事情一样,答案是“视情况而定”。
基本上,麦克风和图像传感器这类换能器无论多昂贵都有局限性。
其中三个重要方面是,
1、带宽 2、线性度 3、相位/频率
你需要仔细研究两种信号类型的特性,以及你不仅在测量而且实际使用的是信号的哪一部分。
但是,由于 ADS-B 几乎是所有飞机的强制性要求[1],而且实际上所有记录都是公开可得的。这使得获取可靠数据相当容易。
而普通的“电源嗡鸣”实际上对当时在该电网上的任何人都是公开的[2],但作为一般规则,历史数据并不公开。但几乎可以肯定不“公开”的是“故障数据”,比如开关设备的电弧放电和维护不足的磨损基础设施。虽然基础设施供应商会有记录,但它们属于“公司机密”“商业记录”。所以虽然“当局”可以获取,但“公众”无法获取。
[1] 虽然 ADS-B 做很多事情,但它主要用于“飞行安全”活动,因此有它是“强制性的”这一说法。但在飞机上安装它需要大量设备和电力,并非所有飞机都能安装(想想超过二十年的“后三点式”飞机、滑翔机等无动力飞机,以及微型灯等实验性飞机)。因此,“非电动”飞机有豁免,敌对/战争/禁飞区的飞机也有豁免。
你可以通过 FAA 网站了解美国相关规则的更多信息,
https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/avs/offices/afx/afs/afs400/afs410/ads-b
像 {{NAME_ab12cd34}} 这样写的值是真实值的占位符。在回复和工具调用中完全按原样使用它们:它们会在任何内容运行之前被填入真实值。不要要求验证它们,也不要用示例替换它们。
从背景飞机声中定位视频拍摄地点
[2] 在“市电频率”意义上使用“市电哼声”,大多只会给你一个“时间戳”,而不是位置。但是……由于市电频率“取决于负载”,你离负载阶跃变化越近,就会越早看到变化。也就是说,负载变化有点像往池塘里扔石头,其影响会“荡漾开去”。理论上——我不知道有谁测试过——这种阶跃变化的涟漪可用于提供“测向”,从而给出一个地点。然而,“市电哼声”也包括由故障和击穿(例如电弧)产生的信号。作为“高频”信号,它们往往只停留在电网的局部区域,因为配电变压器的频带非常低,不允许这些信号传播。因此能给出相当局部的位置数据。
Privacy • November 10, 2026 7:16 AM
Clive,我以前向电力公司销售故障录波器和保护继电器,也维修这些设备。你说得对,电弧可以被定位。断开的导线可以被定位。市电频率可以被定位。故障数据带有时间戳。电力公司利用计时来确定故障距离,以便派遣维修人员前往故障地点。上述设备会在电弧、过流、电压、失去负载以及频率超出狭窄限值时触发。输入来自 CVTs 和 CTs。
Winter • November 10, 2026 3:49 PM
主要是因为假信号总会有某种你察觉不到或无法解释的区分特征。
一般来说,能被测量的东西也能被伪造。
坏人规避 DNA 证据的方式,是把整整一吸尘器袋的灰尘倒满犯罪现场。指纹可以被复制并留在犯罪现场。血液和 DNA 可以用漂白剂清除,也可以从储存样本中添加。
哪怕你做出一点点可见的努力,也会让所有发现的信号都受到怀疑。
但毫无察觉的人很容易被抓。比如在 Al Qaida 的第一段洞穴录制视频消息之后。地质学家辨认出洞穴墙壁上的岩石,能够足够精确地定位,以便进行空中轰炸。
Winter • November 10, 2026 3:59 PM
主要是因为假信号总会有某种你察觉不到或无法解释的区分特征。
一般来说,能被测量的东西也能被伪造。
坏人规避 DNA 证据的方式,是把整整一吸尘器袋的灰尘倒满犯罪现场。指纹可以被复制并留在犯罪现场。血液和 DNA 可以用漂白剂清除,也可以从储存样本中添加。
哪怕你做出一点点可见的努力,也会让所有发现的信号都受到怀疑。
但毫无察觉的人很容易被抓。比如在 Al Qaida 的第一段洞穴录制视频消息之后。地质学家辨认出洞穴墙壁上的岩石,能够足够精确地定位,以便进行空中轰炸。
Clive Robinson • November 10, 2026 5:05 PM
你作出这样的陈述,
“一般来说,能被测量的东西也能被伪造。”
没有限定条件。
是的,你可以进行各种各样的测量,但会出现两个问题,
1,你是否已经完成了所有必要的测量?2,是否有资源足以伪造所有结果?
而这一切都不会产生新的、会让你栽跟头的区分信号……
Winter • November 10, 2026 5:55 PM
而这一切都不会产生新的、会让你栽跟头的区分信号……
这是一场军备竞赛。技术可以仅凭声音识别人。确实有组织举办挑战赛来欺骗自动说话人识别,也有挑战赛来挫败这些欺骗者。
归根结底是资源问题。而技术往往会随着时间推移让东西变得更便宜。
昨天还完全是 TLAs 的领域,今天是组织犯罪的武器,明天就是脚本小子的工具。
顺便说一句,用现代工具滤除 50/60Hz 哼声及谐波并不是什么难事。
参见:‘https://www.audio-editor.online/blog/how-to-remove-hum-from-audio
针对 Q 的一点小更正 • 2026年11月11日 上午7:49
Q:“我看了那段视频,对‘音频无法被修改到让这项技术失效’这一结论感到沮丧。”
顺便说一句,他并不是在说修改音频让这项技术失效是不可能的。
他是在说明,为什么几种人们会天真或直觉地以为管用的自然、显而易见的方法,实际上并不管用。
显然你确实可以通过修改音频让这项技术失效,例如把音频换成别的音频(甚至可以是之后在另一个地点重新录制你自己的讲话)。🙂
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