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Immaginiamo di ascoltare una trasmissione HF sconosciuta.
Conosciamo:
- frequenza;
- modulazione;
- orario.
Ma non sappiamo da dove provenga.
Potrebbe trovarsi:
- in Europa;
- nel Mediterraneo;
- in Asia;
- in Africa.
Con un normale ricevitore possiamo valutare l’intensità del segnale.
Con un’antenna direttiva possiamo tentare una radiogoniometria.
Ma esiste un altro metodo molto più affascinante.
Possiamo utilizzare diversi ricevitori sparsi geograficamente e confrontare il momento esatto in cui lo stesso segnale raggiunge ciascuno di essi.
Questa tecnica prende il nome di:
TDoA — Time Difference of Arrival.
Ed è disponibile direttamente nella rete dei ricevitori KiwiSDR.
Il progetto KiwiSDR descrive TDoA come una tecnica attraverso la quale più Kiwi, sfruttando il timing GPS integrato, possono cooperare per ottenere una localizzazione approssimata di una sorgente radio.
Che cos’è KiwiSDR?
KiwiSDR è un ricevitore SDR progettato fin dall’origine per essere utilizzato tramite browser e rete.
Il KiwiSDR 2 copre indicativamente:
10 kHz – 30 MHz
quindi:
- VLF;
- LF;
- MF;
- HF.
Il sistema comprende:
- ADC a 14 bit;
- FPGA;
- computer BeagleBone;
- ricevitore GPS integrato;
- server web;
- numerosi decoder software.
La caratteristica fondamentale è che non serve installare un programma SDR sul computer.
Si apre il browser e si utilizza il ricevitore direttamente.
Una rete mondiale di ricevitori
Molti proprietari di KiwiSDR rendono il proprio ricevitore accessibile pubblicamente.
Il progetto dichiarava nel giugno 2026 oltre 800 Kiwi pubblicamente disponibili.
Questo significa che possiamo virtualmente spostarci da un ricevitore all’altro nel mondo.
Possiamo ascoltare la stessa frequenza da:
- Italia;
- Francia;
- Germania;
- Finlandia;
- Grecia;
- Stati Uniti;
- Australia;
semplicemente cambiando ricevitore.
Ma quando più ricevitori vengono utilizzati insieme, questa rete diventa qualcosa di ancora più interessante.
Diventa un gigantesco sistema di radiogoniometria distribuita.
TDoA: Time Difference of Arrival
TDoA significa:
differenza del tempo di arrivo.
Il principio parte da un dato fondamentale.
Le onde radio viaggiano a una velocità prossima a quella della luce:
circa 300.000 km/s.
È velocissima.
Ma non infinita.
Questo significa che un segnale emesso da un punto della Terra raggiungerà ricevitori posti in località differenti in momenti leggermente diversi.
Le differenze possono essere dell’ordine di:
- microsecondi;
- millisecondi.
Misurandole con sufficiente precisione possiamo ricavare informazioni sulla posizione della sorgente.
Un esempio semplice
Immaginiamo tre ricevitori:
RX A — Milano
RX B — Roma
RX C — Vienna
Una stazione trasmette da una posizione sconosciuta.
Il segnale arriva:
- prima a Milano;
- qualche microsecondo dopo a Vienna;
- ancora dopo a Roma.
Queste differenze temporali contengono informazioni geometriche sulla posizione del trasmettitore.
Perché il GPS è fondamentale?
Il vero problema è sincronizzare gli orologi.
Se il ricevitore A ha un errore temporale di 1 millisecondo e il ricevitore B di 2 millisecondi, la misura diventerebbe quasi inutile.
Ricordiamo infatti che in un millisecondo la luce percorre circa:
300 km.
Il KiwiSDR integra un ricevitore GPS utilizzato anche per timing e calibrazione.
Questo permette a ricevitori geograficamente distanti di possedere un riferimento temporale molto preciso.
Ed è uno dei motivi principali per cui la rete Kiwi è particolarmente adatta alla TDoA.
Non è la stessa cosa della triangolazione classica
La radiogoniometria tradizionale misura normalmente una direzione.
Un ricevitore con antenna direttiva determina:
“il segnale sembra provenire da 120°”.
Un secondo ricevitore determina un’altra direzione.
Incrociando le linee otteniamo una posizione.
La TDoA funziona diversamente.
Non misura principalmente l’angolo.
Misura:
la differenza temporale di arrivo dello stesso segnale presso ricevitori differenti.
La geometria dell’iperbole
Con due ricevitori conosciamo la differenza di distanza del trasmettitore dai due punti.
Tutti i punti che producono quella stessa differenza si trovano geometricamente lungo una:
iperbole.
Con un’altra coppia di ricevitori otteniamo un’altra iperbole.
Dove le curve si incontrano abbiamo una possibile posizione del trasmettitore.
Con più ricevitori possiamo aumentare la robustezza del risultato.
Perché utilizzare più di tre ricevitori?
In un mondo ideale basterebbero pochi punti.
Nel mondo reale abbiamo:
- rumore;
- fading;
- propagazione multipath;
- interferenze;
- ionosfera;
- oscillatori;
- differenze nelle antenne;
- segnali intermittenti.
Utilizzare più ricevitori permette quindi di verificare se diverse combinazioni producono risultati coerenti.
Come si utilizza praticamente TDoA sul Kiwi?
L’esperienza è sorprendentemente semplice rispetto alla complessità matematica che esiste dietro il sistema.
1. Troviamo il segnale
Apriamo un KiwiSDR e ci sintonizziamo sulla trasmissione che vogliamo localizzare.
Dobbiamo assicurarci che il segnale sia:
- chiaramente visibile;
- sufficientemente stabile;
- separabile dagli altri.
2. Selezioniamo TDoA
Dal menu delle estensioni del Kiwi apriamo:
TDoA
La funzione è integrata direttamente nell’ecosistema Kiwi. Il progetto la presenta insieme ai decoder incorporati, e il software continua a ricevere aggiornamenti specifici per la funzione.
3. Scegliamo i ricevitori di campionamento
Dobbiamo ora selezionare altri Kiwi che possano ricevere lo stesso segnale.
Questo passaggio è fondamentale.
Non basta scegliere ricevitori vicini alla presunta posizione.
Devono realmente sentire il segnale.
Distribuzione geografica
Idealmente scegliamo ricevitori disposti intorno alla possibile sorgente.
Una geometria come:
RX1 ●
X TX
RX2 ● ● RX3
è generalmente più utile di tre ricevitori tutti allineati sullo stesso lato.
La geometria influisce infatti fortemente sulla qualità della soluzione.
Prima ascoltiamo i ricevitori
Uno degli errori più comuni sarebbe selezionare ricevitori casualmente e lanciare immediatamente il calcolo.
Molto meglio controllare ciascuna stazione.
Il sistema Kiwi ha introdotto strumenti per ascoltare e visualizzare rapidamente ciò che stanno ricevendo le stazioni candidate; gli aggiornamenti più recenti hanno migliorato anche il waterfall preview delle stazioni utilizzate per TDoA.
Dobbiamo verificare:
- presenza del segnale;
- rapporto S/N;
- assenza di interferenze;
- frequenza corretta.
Il problema di due segnali sulla stessa frequenza
Immaginiamo di voler localizzare una trasmissione su 10.000 kHz.
Il Kiwi in Germania sente la stazione A.
Il Kiwi in Spagna sente la stazione A.
Il Kiwi in Finlandia, invece, sente un’altra trasmissione sulla stessa frequenza.
Il sistema tenterebbe di confrontare segnali differenti.
Il risultato sarebbe naturalmente privo di significato.
Per questo la verifica preventiva è fondamentale.
Signal-to-noise ratio
Anche il rapporto segnale/rumore conta.
Negli aggiornamenti Kiwi del gennaio 2026 è stata introdotta la possibilità di filtrare gli host TDoA sulla base di un valore minimo di SNR.
È una funzione molto utile.
Permette di eliminare a priori ricevitori che probabilmente non dispongono di un segnale abbastanza pulito per fornire una buona correlazione.
Il campionamento
Una volta selezionate le stazioni, il sistema acquisisce campioni del segnale ricevuto nei vari punti.
Questi campioni vengono confrontati.
L’idea è identificare con estrema precisione lo stesso andamento RF ricevuto da stazioni diverse e determinare lo scostamento temporale che produce la migliore correlazione.
Correlazione
Supponiamo che il ricevitore A registri:
...ABCDEF...
e il ricevitore B:
.....ABCDEF...
Il pattern è lo stesso.
Ma nel secondo caso è spostato nel tempo.
Misurando quello spostamento possiamo determinare la differenza di arrivo.
Naturalmente nella realtà non confrontiamo lettere.
Confrontiamo campioni di segnale RF.
Dal tempo alla distanza
Supponiamo di trovare una differenza di arrivo di:
1 millisecondo.
Poiché l’onda radio percorre circa 300 km in un millisecondo, quella differenza corrisponde a circa:
300 km di differenza di percorso.
Con:
100 microsecondi
abbiamo circa:
30 km.
Con:
10 microsecondi
circa:
3 km.
Si capisce immediatamente perché la precisione temporale sia così importante.
Il risultato sulla mappa
Terminata l’elaborazione, TDoA presenta il risultato geograficamente.
Invece di ricevere semplicemente una coordinata, possiamo osservare una rappresentazione sulla mappa che evidenzia le zone maggiormente compatibili con i dati.
È importante non interpretare il punto più evidente come:
“il trasmettitore è esattamente qui”.
Meglio interpretarlo come:
“questa è la regione che meglio soddisfa le misure effettuate”.
Quanto è precisa la TDoA?
La risposta è:
dipende moltissimo.
In condizioni favorevoli il risultato può essere sorprendentemente accurato.
Ma non dobbiamo dimenticare che stiamo lavorando con onde radio reali.
La precisione dipende da:
- frequenza;
- propagazione;
- stabilità del segnale;
- SNR;
- numero di ricevitori;
- loro disposizione;
- sincronizzazione;
- interferenze;
- durata del campionamento.
LF e MF: condizioni spesso favorevoli
Su frequenze relativamente basse possiamo avere segnali con una componente di propagazione terrestre abbastanza stabile.
Non a caso la documentazione Kiwi mostra come esempio una localizzazione riuscita della stazione temporale DCF77 sui 77,5 kHz.
In casi di questo tipo il percorso radio può essere abbastanza prevedibile.
HF: entra in gioco la ionosfera
Sulle HF la situazione diventa molto più interessante.
Il segnale può arrivare tramite:
- ground wave;
- uno skip ionosferico;
- più skip;
- percorsi differenti contemporaneamente.
La lunghezza reale percorsa dall’onda non coincide necessariamente con la distanza geometrica sulla superficie terrestre.
Il segnale potrebbe, per esempio:
- salire verso la ionosfera;
- essere rifratto;
- tornare sulla Terra;
- ripartire.
La TDoA misura il percorso temporale reale.
Ma noi vogliamo ricavare la posizione geografica.
Questa differenza introduce errori.
Multipath
Un’altra difficoltà è la propagazione multipath.
Lo stesso segnale può raggiungere il ricevitore attraverso due percorsi.
Potremmo avere:
- percorso diretto;
- percorso ionosferico;
- riflessione;
- seconda modalità ionosferica.
Il ricevitore vede quindi una sovrapposizione.
La correlazione temporale diventa più difficile.
Fading selettivo
Anche il fading influenza il processo.
Un segnale HF può essere:
- fortissimo in Germania;
- quasi nullo in Francia;
- discreto in Italia.
Pochi minuti dopo la situazione può invertirsi.
Quando effettuiamo TDoA dobbiamo quindi osservare la qualità dei segnali in quel preciso momento.
Che tipo di segnali funzionano meglio?
In generale sono particolarmente interessanti i segnali:
- continui;
- stabili;
- sufficientemente larghi da offrire caratteristiche correlabili;
- presenti contemporaneamente presso tutti i ricevitori.
Segnali estremamente intermittenti possono essere più difficili.
Possiamo localizzare una stazione radioamatoriale?
Tecnicamente la TDoA può essere applicata a numerosi segnali purché vi siano le condizioni necessarie.
Ma bisogna ricordare che una trasmissione radioamatoriale SSB può durare pochi secondi.
Per effettuare una buona misura servono:
- campioni contemporanei;
- ricevitori con segnale sufficiente;
- stabilità.
È quindi molto più semplice lavorare con trasmissioni più continue.
Applicazioni radioamatoriali
La TDoA può diventare uno strumento estremamente interessante per:
Identificare beacon sconosciuti
Abbiamo un carrier o un beacon e vogliamo stimarne la posizione.
Studiare interferenze
Un disturbo persistente può essere confrontato da diverse località.
Identificare utility HF
Possiamo cercare di capire da quale area provenga una trasmissione dati.
Studiare la propagazione
Confrontare contemporaneamente segnali ricevuti in punti differenti permette anche di comprendere meglio il comportamento della propagazione.
Applicazioni nel monitoraggio HF
La rete Kiwi è particolarmente apprezzata da chi si occupa di:
- shortwave listening;
- utility monitoring;
- broadcast;
- segnali militari;
- radar HF;
- beacon;
- stazioni temporali.
La TDoA aggiunge una componente geografica all’analisi.
Non ascoltiamo soltanto:
“che segnale è?”
Possiamo iniziare a chiederci:
“da dove arriva?”
Attenzione alle conclusioni troppo sicure
Questo punto merita particolare enfasi.
Una mappa TDoA non costituisce automaticamente una prova definitiva dell’esatta posizione di un trasmettitore.
Soprattutto sulle HF.
È meglio ripetere la misura:
- con ricevitori differenti;
- in momenti differenti;
- con geometrie differenti.
Se le soluzioni continuano a convergere nella stessa zona, la nostra fiducia nel risultato aumenta.
Ripetibilità
Supponiamo di effettuare cinque misure.
Otteniamo:
- nord Italia;
- nord Italia;
- Svizzera;
- nord Italia;
- nord Italia.
Abbiamo una certa coerenza.
Se invece otteniamo:
- Italia;
- Polonia;
- Grecia;
- Germania;
- Spagna;
qualcosa probabilmente non funziona.
Potrebbe trattarsi di:
- propagazione multipath;
- segnale sbagliato;
- ricevitori insufficienti;
- interferenza;
- geometria inadeguata.
Scegliere ricevitori vicini al trasmettitore o lontani?
Non esiste una risposta universale.
Ricevitori molto lontani possono ricevere tramite percorsi ionosferici complessi.
Ricevitori troppo vicini fra loro forniscono invece poca diversità geometrica.
Dobbiamo trovare un buon compromesso:
- tutti devono sentire il segnale;
- devono essere geograficamente ben distribuiti.
Il vantaggio della rete pubblica
Ed ecco la vera forza del sistema.
Non dobbiamo possedere personalmente quattro ricevitori in quattro Paesi.
Possiamo utilizzare la rete pubblica Kiwi.
La pagina ufficiale Kiwi offre accesso alla lista e alla mappa dei ricevitori pubblici. Il progetto indica oggi centinaia di ricevitori disponibili in numerose parti del mondo.
Questo trasforma una tecnica che un tempo avrebbe richiesto infrastrutture enormi in qualcosa che un radioamatore può sperimentare dal proprio browser.
KiwiSDR 2 nel 2026
Il progetto è ancora attivamente sviluppato.
Nel luglio 2026 il software Kiwi ha introdotto, tra le altre cose, una nuova modalità Full 8 channel, che consente otto canali simultanei con waterfall, sia sui Kiwi di prima generazione sia sui KiwiSDR 2.
Gli aggiornamenti del 2026 hanno continuato a includere correzioni e miglioramenti dedicati anche alla funzione TDoA, fra cui gestione delle connessioni, anteprima waterfall e filtri degli host.
Questo è importante perché TDoA non è una vecchia funzione abbandonata: continua a far parte dell’ecosistema Kiwi attuale.
Possedere un Kiwi personale
Finora abbiamo parlato principalmente di ricevitori pubblici.
Ma naturalmente possiamo avere il nostro KiwiSDR.
Il KiwiSDR 2 richiede essenzialmente:
- antenna;
- alimentazione adeguata;
- connessione Ethernet.
Il sistema comprende hardware e software già predisposti per l’accesso via browser.
Un ricevitore personale può essere utilizzato:
- localmente;
- remotamente;
- privatamente;
- pubblicamente.
E può diventare uno dei nodi utilizzabili nelle attività TDoA.
Posizione GPS
Affinché un ricevitore sia realmente utile alla rete, la sua posizione deve naturalmente essere corretta.
Il sistema GPS integrato aiuta sia per:
- timing;
- calibrazione;
- posizione.
Un errore nelle coordinate del ricevitore introduce inevitabilmente un errore nel calcolo della posizione del trasmettitore.
La frequenza deve essere precisa
Anche la stabilità in frequenza è importante.
Se diversi ricevitori fossero significativamente disallineati, il confronto diventerebbe più difficile.
Il Kiwi utilizza il GPS anche per la calibrazione automatica della frequenza.
Ancora una volta vediamo perché l’integrazione GPS rappresenti un elemento fondamentale del progetto.
Un esperimento da provare
Per capire realmente TDoA consiglio di non partire da una trasmissione misteriosa.
Partiamo da un segnale di posizione conosciuta.
Per esempio una stazione broadcast o temporale nota.
Procedura
- Sintonizziamo il segnale.
- Apriamo TDoA.
- Selezioniamo almeno alcuni ricevitori ben distribuiti.
- Verifichiamo che tutti sentano realmente lo stesso segnale.
- Lanciamo la misura.
- Confrontiamo il risultato con la posizione reale.
In questo modo impariamo a riconoscere:
- buone geometrie;
- cattive geometrie;
- ricevitori rumorosi;
- effetti della propagazione.
Successivamente possiamo passare a segnali di origine sconosciuta.
È radiogoniometria?
In senso ampio sì, perché stiamo cercando di determinare la provenienza di un’emissione radio.
Ma è molto diversa dal classico fox hunting VHF.
Nel fox hunting utilizziamo:
- Yagi;
- attenuatore;
- minimo di segnale;
- bearing.
Con Kiwi TDoA utilizziamo:
- rete;
- GPS;
- DSP;
- correlazione;
- differenze temporali.
Due mondi completamente diversi che cercano di rispondere alla stessa domanda:
dove si trova il trasmettitore?
Dal ricevitore all’osservatorio radio distribuito
KiwiSDR dimostra qualcosa di molto interessante.
Una rete di ricevitori indipendenti può diventare molto più potente della semplice somma dei singoli ricevitori.
Un Kiwi da solo permette di ascoltare.
Centinaia di Kiwi distribuiti nel mondo permettono di:
- confrontare propagazione;
- analizzare segnali;
- verificare coperture;
- effettuare TDoA;
- studiare fenomeni radio.
È un esempio perfetto di ciò che oggi significa radio definita dal software e collegata in rete.
Conclusioni
Per decenni determinare la provenienza di una trasmissione HF richiedeva strutture dedicate:
- grandi antenne;
- reti di radiogoniometri;
- personale specializzato;
- infrastrutture costose.
Oggi un radioamatore può aprire un browser, selezionare alcuni ricevitori distribuiti in Europa e tentare una localizzazione TDoA.
Naturalmente non dobbiamo aspettarci precisione assoluta.
La propagazione HF resta complessa.
La ionosfera continua a fare ciò che vuole.
Il multipath può ingannare il sistema.
La geometria dei ricevitori è fondamentale.
Ma è proprio questo che rende l’esperimento interessante.
KiwiSDR e TDoA permettono di trasformare il semplice ascolto in qualcosa di molto più sofisticato.
Non ci chiediamo più soltanto:
“cosa sto ascoltando?”
Possiamo aggiungere una seconda domanda:
“da dove sta trasmettendo?”
Ed è sorprendente pensare che, per provare a rispondere, oggi possano bastare un browser e una rete mondiale di ricevitori radio sincronizzati tramite GPS.