home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Monster Media 1993 #2 / Image.iso / ham / aprs114.zip / README.APR < prev    next >
Text File  |  1993-05-04  |  15KB  |  248 lines

  1.                   AUTOMATIC PACKET REPORTING SYSTEM (APRS)
  2.  
  3.      APRS is the result of my experience over the last 13 years with trying
  4. to use packet radio for real-time communications or public service events. 
  5. Packet radio has great potential but so far has been best used for passing
  6. large volumes of message traffic from point to point or into the national
  7. distribution system.  It has been difficult to apply packet to real time
  8. events where information has a very short life time.  Typically, several
  9. steps are involved in preparing and passing message traffic including
  10. decisions about routing and connectivity. 
  11.  
  12.      APRS avoids the complexity and limitations of trying to maintain a 
  13. connected network.  It permits any number of stations to participate and 
  14. exchanges data just like voice users would on a single voice net.  Any 
  15. station that has information to contribute simply transmits it, and all 
  16. stations receive it and log it.  Secondly, APRS recognizes that one of the 
  17. greatest real-time needs at any special event or emergency is the tracking of
  18. key assets.  Where is the Event Leader?  Where are the emergency vehicles?  
  19. Where is the head of the parade?  Where are the VIP's?  Where is the mobile 
  20. ATV camera?  Where are the mobiles?  Included on the distribution disk are 
  21. several README text files on specific applications of APRS such as for 
  22. weather nets, direction finding, plotting satellite contacts, and so forth. 
  23.  
  24.      APRS accomplishes the real-time display of operational traffic via 
  25. UI frame broadcasts and map displays.  There are three major display 
  26. subsystems and a number of other minor displays as follows: 
  27.  
  28.      LATEST BEACONS - This display maintains a list of the latest UI frame 
  29. received from each station.  In effect, this is a multi-station one-line 
  30. broadcast message system.  Since the lines contain the LATEST time of 
  31. receipt, this display shows if a station is still on line within the last few
  32. minutes. 
  33.  
  34.      POSITIONS - This display maintains a separate list of the positions of 
  35. each station.  Each position report can also contain a brief comment.  These 
  36. lines retain the time of FIRST receiving a given position report and give an 
  37. indication of the latency in the network over unreliable paths such as HF. 
  38.  
  39.      MAPS - Maps to any scale from .5 miles up to 2000 miles can be 
  40. displayed. Stations are instantly displayed when they transmit a properly 
  41. formatted position beacon.  Stations with a reported course and speed can be 
  42. dead-reckoned to their present position.  You can center the map anywhere. 
  43.  
  44.      MESSAGES -  In addition to the BEACON text which is used to broadcast 
  45. information to all other stations on the net, there is an operator-to- 
  46. operator message capability.  Any station can send a one line message to any 
  47. other station.  On receipt, the messages are acknowledged and displayed on
  48. the bottom of the receiving stations screen until the operator hits the K key
  49. to kill them.  
  50.  
  51.      ALL TRAFFIC LOG - This display is a time sequenced log of every new 
  52. beacon or one line message sent.  Beacons are logged the first time they are 
  53. received.  This is in contrast to the LATEST display which shows the most 
  54. recent time of receipt of a beacon text. 
  55.  
  56.      WHEN-HEARD - Since UI frames are redundantly transmitted, this display 
  57. maintains a count of the total number of transmissions from each station per 
  58. hour.  These statistics are ideal for displaying the connectivity of the 
  59. network over varying paths, such as HF, or to see when stations enter and
  60. leave the net.
  61.   
  62.  
  63.      STATION TRACKING.  Although the system automatically tracks mobile 
  64. packet stations interfaced to GPS or LORAN-C navigation, the graphic 
  65. capability of the maps works perfectly well with manual tracking.  Any 
  66. station in the network can place an object on his map including himself and 
  67. within seconds that object appears on all other station displays.  In the 
  68. example of a parade, as each checkpoint with packet comes on line, its 
  69. position is instantly displayed to all in the net.  Whenever a station moves,
  70. he just updates his position on his map and that movement is transmitted to 
  71. all other stations.  To track other event assetts, only one packet operator 
  72. needs to monitor voice traffic to hear where things are.  As he maintains the
  73. positions and movements of all assets on his screen, all other displays 
  74. running APRS software display the same displays. 
  75.  
  76.  
  77.      USING DUMB TERMINALS IN AN APRS NETWORK:  The simplicity and usefulness 
  78. of this geographic capability cannot be over stressed.  Stations running APRS
  79. simply move the cursor to where they think they are on the screen and their 
  80. LAT/LONG coordinates are automatically transmitted to all other stations.  
  81. Even the simplest of portable packet stations with dumb terminals can report 
  82. their positions if a pre-printed map is made available to all net 
  83. participants which has a LAT/LONG grid reference.  The portable station just 
  84. looks at the map and enters his LAT/LONG into his beacon text.  Using the 
  85. same map, he can plot with pins the location of all other stations as he sees
  86. their position reports go by.  Eventually, it is hoped that all stations, no 
  87. matter how they are using their TNC, will include their LAT/LONG in their 
  88. Beacon Text so that their location is immediately available.  See the file 
  89. README.DUM for details on APRS formats and help in using dumb terminals in an
  90. APRS network. 
  91.  
  92.  
  93.      SPACE APPLICATIONS:  APRS could be a solution to the effective 
  94. use of orbiting terrestrial style packet radio digipeaters in space such as 
  95. on the Shuttle, MIR, AO-21 and ARSENE.  The problem with space digipeaters is
  96. the saturation on the uplink channel which makes the use of a normal 
  97. CONNECTED protocol impractical.  For a CONNECTED contact, a total of five 
  98. successive and successful packet transmissions are required.  Not only does 
  99. APRS reduce this to one packet, but it also capitalizes on the most 
  100. fascinating aspect of the amateur radio hobby, and that is the display on a 
  101. map of the location of those stations.  If all stations were encouraged to 
  102. simply insert their LAT/LONG as the first 19 characters of their beacon text,
  103. everyone within the satellite footprint would see the location of every 
  104. successful uplink.  Since the shuttle is a rapidly moving object, the 
  105. locations of successful uplink stations will move progressively along the 
  106. ground track.  All it would take to implement this capability is a single 
  107. AMSAT news bulletin to ask all stations to insert their LAT/LONG in their 
  108. beacon text.  No changes onboard the shuttle or MIR would be required.  See 
  109. README.SAT for further details.  
  110.  
  111.  
  112. FOX HUNTING OR DIRECTION FINDING:  APRS is an excellent tool for 
  113. triangulating the location of a hidden transmitter, balloon, or interfering
  114. signal.  The X command (cross fiX)has been added to permit displaying the
  115. intersection of bearing lines from a number of reporting stations.  To use
  116. APRS in this manner, each station having a bearing report on the direction of
  117. the target, simply enters that bearing in the COURSE field for his own
  118. station.  His station is now not only reporting his station location, but
  119. also a line of bearing.  All stations running APRS can simply hit the X key
  120. to display the intersection of these bearing lines.  Further, if a DF vehicle
  121. has a GPS or LORAN-C device on board, he can be tracked and directed right to
  122. the location of the target.
  123.  
  124.  
  125.      PROTOCOL - Since the objective of APRS is the rapid dissemmination of 
  126. real-time information using packet UI frames, a fundamental precept is that 
  127. old information is less important than new information.  All beacons, 
  128. position reports, messages and display graphics are redundantly transmitted 
  129. but at a longer and longer repition rate.  Each new beacon is transmitted 
  130. immediately, then 20 seconds later.  After every transmission, an additional 
  131. 20 second increment is added to the beacon period.  After an hour this
  132. results in one beacon in 6 minutes; after two hours, every 12 minutes, and so
  133. on.  The 20 second nominal increment period is adjusted up or down
  134. automatically by each station depending on channel activity.  This way a few
  135. stations at a special event can get as short as a 10 second cycle times;
  136. whereas a busy channel with dozens of stations transmitting could slow the
  137. increment up to a minute.  A transmission can be forced at any time by
  138. hitting the T key. 
  139.  
  140.  
  141.      COMMANDS:   In most cases the keyboard is always active.  There is a  
  142. mneumonic relationship between all functions and the appropriate key.  For  
  143. this reason, the PC function keys are avoided.  The most useful commands are 
  144. as follows:  
  145.  
  146.   Space Key           - Display map and all station locations 
  147.   H - Help            - Two alternating pages of help 
  148.   L - Latest beacons  - Displays the latest BText from each station 
  149.   P - Positions       - Displays a list of all stations reporting positions 
  150.   C - Controls        - Display a one line status of all control states  
  151.   W - When heard      - Displays the number of beacons per hour per station 
  152.   S - Send            - Send a directed message to a station
  153.  
  154.   Alt-C,L,T,R or W    - Cities, Leaders, Tags, Roads or waterways on/off  
  155.    
  156.   Ctrl-L  Load file   - Loads a previously saved file and screen location 
  157.   Ctrl-S  Save file   - Saves all positions and Beacons for later restart 
  158.   Ctrl-R  Replay      - Replay the recent movements of stations in memory 
  159.                         or replay a track history file 
  160.   Ctrl-V  Via digi    - Used to change your VIA path for outgoing packets 
  161.  
  162.  
  163. DEMONSTRATION FILE:  To get an idea of how the APRS system works on an 
  164. ordinary packet traffic frequency, use ctrl-L to load the file called FREQ5- 
  165. 05.BK.  This file contains all the local stations on 145.05 MHz in our area. 
  166. To see the tracking of the GPS equiped Army/Navy game football run, load the
  167. file named FBALL.BK and replay the file named FBALL.HST and select to see
  168. only FBALL, or CHASE1.  To see the marathon event we just completed, load
  169. MARTHON.BK and replay the MARTHON.HST file.  See Details in README.1st. 
  170.  
  171.   
  172. HOOKING STATIONS:  The yellow circular cursor can be moved to select any  
  173. station in the system using the arrow keys.  On the MAP display move the  
  174. cursor near any station symbol.  Then hit the RETURN key to "hook" the 
  175. station.  Detail information on that station will be displayed in the upper 
  176. left hand corner.  Alternatively, use the gray + and - keys to step through 
  177. each station one by one.  Once hooked, several functions may be performed:  
  178.   
  179.      1.  LIST BEACONS - hitting the L key will list all beacons from that  
  180.      station currently in memory.  
  181.   
  182.      2.  POSITION CORRECTION - performed by moving the cursor to the  
  183.      desired new location and pressing the Insert key.  You are then  
  184.      prompted to enter in a new course, speed, comments or time as needed.  
  185.   
  186.      3.  DELETE - performed by hitting the Del key.  Removes the station  
  187.      from the position file.  
  188.   
  189. The hook function also works on the LATEST and POSITION display lists by  
  190. using the up/down arrow keys.  If a position exists, you are given the 
  191. opportunity to display the map screen with that station centered on the 
  192. display.  This is useful for finding a station which is far off the currently
  193. displayed map range.  If a position does not exist, you are given the 
  194. opportunity to create one.  
  195.  
  196.   
  197. REPLAY:  Since all beacons and position reports are retained, the ctrl-R  
  198. key may be used to replay the positions of a moving station.  The replay  
  199. is performed either from active memory, or from historical files.  Historical
  200. files are automatically saved periodically as shown below.  The replay will
  201. always begin using the existing map and scale.  Alternatively the map
  202. location may be set to automatic so that the map will be recentered whenever
  203. the mobile station moves off the existing screen.  The range scale never
  204. changes.  If there are several widely separated stations in the file, it is 
  205. best to either avoid the auto-centering option or to select only one station 
  206. at a time for playback so that the screen is not being constantly changed.  
  207. During replay, the user has several single key commands available:  
  208.   
  209.       F - Faster.  Speeds up playback  
  210.       W - Warp speed.  Skips every other point for still faster playback  
  211.       S - Slow.  Slows down playback  
  212.       Q - Quit playback.  
  213.       Space - Pauses playback.  Toggles on and off  
  214.  
  215.   
  216. FILES:  There are several files used by the system:  
  217.   
  218.   MAPLIST .map - Contains a list of all map files to be used and also the 
  219.                  default LAT/LONG, Range and GMT offset for your location 
  220.   USA     .map - large scale map of the east coast  
  221.   xxxxxxxx.map - Maps of any area to any scale.  At this writing there is
  222.                  a whole USA map and state maps for most of PA, MD, VA, & NC.
  223.   TKxxxxxx.HST - Track history.  The day and time that the file was saved 
  224.                  is indicated by the x's. If the file contains an interesting
  225.  
  226.                  trip or station movement for later replay, the file should 
  227.                  be renamed using DOS to a more descriptive *.HST file  
  228.   BACKUP  .BK  - Automatic backup of system every time program is quit.  This
  229.  
  230.                  file is overwritten every time the program is quit. 
  231.   BKxxxxxx.BK  - Backup file of the latest beacons and POSITS heard created 
  232.                  whenever Ctrl-S save is commanded.  Usually used to save a 
  233.  
  234.                  file backup of a special event or situation. 
  235.   BLxxxxxx.LOG - Log of all new beacons received in chronological order of 
  236.                  first receipt.  A good log of text used during an event. 
  237.  
  238.  
  239. CHESSBOARD:  To demonstrate the flexibility of APRS in reporting the movement
  240. of objects on screens in a net, I have drawn a chessboard map in the center
  241. of the Gulf of Mexico.  Any two stations can play chess easily using APRS by
  242. placing pieces on the map using the alt-A key and updating their positions
  243. using the cursor and INSert keys!  As a start, I have already loaded all the
  244. pieces and saved them in CHESS.BK.  Unfortunately you need to enable each one
  245. for uplinking individually using the X key on the P screen.  Is better to
  246. wait till you move a piece before enabling it for uplink so that channel
  247. loading is minimized.
  248.