home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Hot Shareware 32 / hot34.iso / ficheros / VUBBS / 800TO814.ZIP / README / SPACE.TXT < prev    next >
Text File  |  1998-03-27  |  13KB  |  241 lines

  1. SPACE.TXT 814         USING APRS FOR SPACE COMMUNICATIONS
  2.  
  3. APRS/MIR test on 11 March 98 a SUCCESS!
  4. APRS via SAREX on STS-78 in June 1996
  5. APRS via SPRE on STS-72
  6.  
  7. BACKGROUND:  APRS is a connectionless protocol to communicate information 
  8. effeciently among a large group of stations in real time.  Each station 
  9. with information transmits, and all stations capture, sort and accumulate
  10. the information on a variety of display pages or windows such as STAUTS,
  11. BULLETINS, MESSAGES, TRAFFIC, POSITIONS, TELEMETRY, and channel packet
  12. statistics.  This type of communications is ideal for multiple users of
  13. a satellite.
  14.  
  15.  
  16. APRS/MIR TEST 11 March 1998.
  17.  
  18. On 11 March 1998 a special APRS/MIR test was conducted via the packet
  19. system on the Space Station MIR.  The test was to show possible methods 
  20. for improving the visibility of MIREX communications to students and 
  21. schools.  Over 204 APRS station reports and 110 status/message/bulletin
  22. packets were exchanged by 104 stations over a 5 orbit middle-of-the-
  23. night test on short notice.  More than 95% of participating stations
  24. were successful.  The test was not for the entertainment APRS users, 
  25. but to show the ability for about 100 stations (schools for example) 
  26. to participate in the MIREX amateur radio packet station on MIR.  See 
  27. MIRTEST.TXT for the event summary, and use the FILE-REPLAY-MIRTEST 
  28. command to see the entire 5 pass event.
  29.     
  30.      Due to the success of this test, a permanent web page has been set
  31. up at the Naval Academy that not only captures the downlink from the
  32. last 8 MIR passes but also feeds everything it hears live to the new
  33. APRS AMSAT linked groundstations system at www.aprs.net port 10001.
  34. See also TRAKNET.TXT for more details.
  35.  
  36.  
  37. APRS/SAREX TEST June 1996.
  38.  
  39.     APRS experimentation was authorized via SAREX on STS-78 in June 1996.  
  40. Ham Radio activity was reported on 15 days of the mission with 20 voice 
  41. passes, 25 packet  passes and 11 school passes, or 75% of all passes.  
  42. A great effort on the part of the STS-78 crew!
  43.     
  44.     Eighteen APRS stations successfully digipeated their position via 
  45. SAREX and 2 others relayed STATUS, but no POSIT. A total of 65 APRS packets 
  46. were received.  Thirty Nine APRS stations attempted transmissions but 
  47. indications are that only about 10 APRS stations were making a serious 
  48. effort and trying every pass.    This compares favorably with statistics
  49. for conventional SAREX ROBOT activity of 561 stations being heard a total
  50. of 1350 times with only 146 getting a successful QSO number.  It is 
  51. estimated that thousands tried...
  52.  
  53. SEE ALSO: TRAKNET.txt for a proposal to use the 1200 baud PACSATS for a
  54. worldwide amateur mobile status/position reporting network.
  55.  
  56.  
  57. APRS AS A HIGHLY EFFECIENT BRIEF PROTOCOL:  
  58.  
  59.      APRS is an ideal solution to the congestion normaly found on any
  60. narrowband Amateur Satellite uplink channel.  Especially the high 
  61. visibility missions where many of the 2 million world wide amateurs 
  62. want to make a brief contact in a short period of time such as SAREX.
  63.  
  64.        The problem with SAREX is the total saturation on the uplink channel 
  65. which makes the use of a normal CONNECTED protocol impractical.  For the 
  66. SAREX robot QSO mode, a total of five successive and successful packet 
  67. transmissions are required to constitute a successful contact.  Of an 
  68. estimated tens of thousands of uplink stations, only a few hundred are 
  69. successful.  Recognizing the stringent requirements for success using the 
  70. CONNECTED protocol, provision is also made to recognize those stations which 
  71. were successful in getting only one packet heard onboard the shuttle.  
  72. Almost three times as many stations are heard (one successful packet)
  73. as are successful in the full two-way connected protocol.
  74.  
  75.      APRS takes advantage of this unconnected, one packet, mode to 
  76. demonstrate successful uplinks to the shuttle.  In addition, however, it 
  77. capitalizes on the most fascinating aspect of the amateur radio hobby, 
  78. and that is the display on a map of the location of those stations.  
  79. Historically, almost every aspect of HAM radio communications has as its 
  80. root, the interest in the location of other stations. 
  81.  
  82.      If, instead of every station attempting to CONNECT with the SAREX
  83. on the Shuttle, all stations simply inserted his/her 6 digit gridsquare 
  84. into their TNC TO callsign via the SAREX callsign, then, everyone within 
  85. the satellite footprint would not only see when he made a successful 
  86. uplink, but also where he was.  It takes a total of 128 bytes for a 
  87. successful SAREX QSO plus 92 bytes for every retry.  The APRS GridSquare 
  88. packlet only takes 26.  This alone could provide an order of magnitude 
  89. improvement in the number of successful SAREX contacts.
  90.  
  91. Since the shuttle is a rapidly moving object, the locations of successful 
  92. uplink stations will move progressively along the ground track.  The 
  93. weakest successful stations will almost certainly be immediately below the 
  94. spacecraft.  Stronger and more viable groundstations can show up further 
  95. to the side of the ground track.  If there is a skew in the spacecraft 
  96. antenna pattern, the pattern of successful uplink stations on the map will 
  97. clearly make that evident.  
  98.  
  99.  
  100. GRID SQUARE POSITION REPORTING:  To convey more information than just 
  101. seeing station callsigns plotted via grid square on the map, provision 
  102. is made for stations to also include a special Station SYMBOL character 
  103. in their packet as well.  The format is ]$[ at the start of the packet 
  104. and will cause APRS to use the $ symbol character (see SYMBOLS.TXT).  
  105. This format will also force APRS to interpret the TO address as a grid 
  106. square, even if it is not in SPACE or MScatter mode.
  107.  
  108.  
  109. FORMATS:  APRS and APRtrak respond to both the conventional LAT/LONG 
  110. APRS POSITION reports and to other packets with included Grid-Squares.  
  111. The exact format of a minimum APRS GridSquare packet is as follows.  
  112. Obviously the GRID-IN-TO format is the shortest and preferred.
  113. These formats convey both your POSIT and your STATUS comments in your
  114. APRS STATUS PACKET:
  115.                                                  
  116.      WB4APR>FM19SX,W5RRR:]$[Hi!..
  117.                                 
  118.      Where ]$[ is the Symbol indicator.  See SYMBOLS.txt
  119.  
  120.        To implement this experiment on any shuttle mission, the SAREX
  121. TNC only needs to have DIGI ON.  No changes onboard the shuttle or MIR
  122. spacecraft TNC would be required.  Stations worldwide can use APRS or 
  123. APRtrak to then watch successful uplink stations plotted in real time.  
  124. On future missions, the UI beacon frame might completely replace the 
  125. current CONNECTED robot mode.  Without all of the connect requests, 
  126. acks, and retries, a many fold increase in the number of successful 
  127. uplinks might be realized, and the data exchanged would be more 
  128. meaningful by a similar factor.
  129.  
  130.  
  131. SPRE EXPERIMENT:  The first APRS experiment was during the Uiversity of
  132. Maryland SPRE mission on STS-72.  During 3 midnight and later passes,
  133. over 66 stations successfully uplinked position reports.  You can replay
  134. this file using the FILE-REPLAY command and select the SPRE file.  
  135.  
  136.  
  137. DEMONSTRATION:  To demonstrate the expected results of a SAREX flight, 
  138. replay the MIRTEST.HST file and watch the contacts appear as the shuttle 
  139. moves across the country.  In this file the Moving MIR ICON was
  140. synthesized after the event, but you will see some MOVING MIR posits 
  141. that were uplinked LIVE during the event as MIR-3, and MIR-6 by
  142. one station in the 3 and 6 amateur call areas.
  143.  
  144.      This capability also demonstrates the practicality of using a space
  145. AX.25 digipeater for routine position and status reporting.  Imagine a
  146. constellation of three AX.25 digipeater satellites all on one FM channel.  
  147. It would not matter what satellite was in view, or when.  Mobile and 
  148. portable stations could beacon their position once every 5 minutes and be 
  149. tracked nationwide!  Just using 1200 baud AFSK, up to 1000 stations could 
  150. probably be supported just in the US and have a reasonable chance of 
  151. getting a position report through at least once every 3 hours!  Going to 
  152. 9600 baud FSK would support almost 8000 users.  See the TRAKNET.txt file.
  153.  
  154. APRS and APRtrak use a special SPACE FORMAT which also configures them 
  155. for sending their GRID SQUARE Status beacon via a space digipeater:
  156.  
  157.   * First, you must set your UNPROTO path via the space digipeater
  158.   * Next, use the alt-SETUP-FORMATS-SPACE command places your Grid Square 
  159.     in the TO address of your TNC.  It also sets CONTROLS-OTHER on so that 
  160.     you can see other packets.  It sets up a congratualtions BEEP-MSG when 
  161.     it sees your packet digipeated.  
  162.   * The alt-SETUP-MODES-AUTOspace command can be used to activate an 
  163.     AUTOmatic routine which will reset your packet timers to minimum if 
  164.     the spacecraft is heard.  Otherwise your station will continue to only
  165.     send your posit packet at the decayed (15 minute) period (which
  166.     will miss most 8 minute passes).
  167.   * Your shortest packet will be your POSIT.  Although your lat/long 
  168.     POSIT, MESSAGES and OBJECTS are still active, they are not encouraged.
  169.     As usual, all packet periods will automatically begin to decay to 
  170.     double the period after every transmission.  This assures that 
  171.     stations minimize packet transmissions.
  172.   * Since only the SPACECRAFT will be digipeating, APRS will detect any
  173.     of your packets that are digipeated and will announce your success
  174.     with some BEEPS.  It also resets your STATUS period to max to minimize
  175.     QRM since you have already been successful!  After 10 minutes, the 
  176.     AUTOspace mode will reactivate for the next pass.
  177.  
  178.  
  179. OPERATING TIPS VIA SPACECRAFT DIGIPEATERS:
  180.  
  181. To have a good chance of being seen via the SPACE digipeater and to 
  182. minimize unnecessary QRM, use the above commands and consider the
  183. following procedures.  Even under worst case scenarios, APRS stations 
  184. will still generate fewer packets than other stations attempting to 
  185. CONNECT to SAREX.
  186.  
  187. *  Use XMT-POS command to force transmissions as needed. 
  188. *  Use the APRS VIEW screen so you can VIEW all packets on a full screen
  189. *  Use your lowest 2m antenna (preferably on the ground).  This minimizes 
  190.    QRM to your receiver from other local uplink stations, and also 
  191.    minimizes your QRM to them.  A ground level antenna is perfectly 
  192.    adequate, since it can still see the sky, and the SPACECRAFT is so far 
  193.    away on the horizon and has such high doppler that you will NOT make 
  194.    it anyway at elevations below 10 degrees or so.
  195. *  NOTE:  The SPACE mode only permits a single SYMBOL character, so only
  196.    SYMBOLS from the PRIMARY APRS symbol table are usable.
  197.  
  198.  
  199. AUTOMATIC OPERATION:  In AUTOspace mode, your station will transmit your 
  200. normal packets about once every 15 minutes.  This is less than one-half of 
  201. one percent (0.5%) of the number of packets generated by other stations 
  202. trying to connect to the spacecraft.  If you have set AUTOspace MODE, then 
  203. APRS will listen for the DIGIpeater shown in your UNPROTO path.  Once 
  204. it hears it, it will reset your STATUS timer to minimum and also set a 
  205. random number of seconds up to 24 before your first packet is transmitted.  
  206. As long as you continue to hear the digipeater callsign, your STATUS timer 
  207. will stay at minimum and your starting time to the first packet will 
  208. continuously be reset to a random number under 24.  Since APRS is on a 
  209. 5 second timing cycle, you have a 5/24 or 20% chance of transmitting in 
  210. each window as long as the digipeater is being heard.  This gives you an 
  211. average of about 1 packet per 15 seconds which is still less that what a 
  212. connected station would be doing...
  213.  
  214.  
  215. APRS POSITION REPORTING VIA THE 1200 BAUD PACSATS!
  216.   
  217.      Although any of the PACSATS can operate in digipeater mode, only 
  218. AO-16 and WO-18 usually have it turned on.  There are several items
  219. that make these satellites very attractive to APRS:
  220.  
  221.    1)  They can hear ANY 5 watt or better FM XMTR on the uplink!
  222.    2)  Uplink only requires an OMNI antenna with no pointing (mobile!)
  223.    3)  ANY TAPR-2 compatible TNC (with an 89 cent mod) can be used on
  224.        the UPLINK. (see TRAKNET.TXT).  The mod is a 7400 chip wired as
  225.        an XOR between the XMT clock and the data.
  226.    4)  For vehicle tracking, only a few downlink stations are needed, 
  227.        since they can digipeat the packets onto HF and VHF nets or
  228.        be linked into the worldwide live APRS internet system...
  229.  
  230. Receiving the BPSK downlink takes a separate BPSK satellite modem, but
  231. many hams already have these...
  232.  
  233. APRTRAK AND APRS:  Since APRS has great potential in the  effective use of  
  234. orbiting packet radio digipeaters in the amateur satellite program, a 
  235. special version of ARS called APRtrak has been donated to AMSAT for use 
  236. in the amateur satellite program.  It is a stripped down version of APRS 
  237. with added Spacecraft tracking capabilities.  See APRtrak.txt.  APRS 
  238. still retains a minimum SPACE mode too.   As of March 98, APRtrak is
  239. out of date and needs to be updated to all the latest APRS protocols.
  240.  
  241.