home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / HAMRADIO / APRS400.ZIP / README / README.WX < prev   
Text File  |  1994-01-19  |  16KB  |  241 lines

  1.                       USING APRS IN THE SKYWARN SYSTEM
  2.  
  3. NEW IN VERSION 3.10:  See section on National Weather Service Displays!
  4.  
  5.      The Automatic Packet Reporting System (APRS) is an ideal tool for
  6. reporting weather conditions via packet.  The system is compatible with both
  7. human entry as well as automatic weather station entry of weather conditions.
  8. As of version 2.07 there is an optional ($9) automatic serial interface in
  9. APRS to connect to the data output of the ULTIMETER-II home weather station.
  10. With this connection, your wind conditions, temperature and optionally rain
  11. information are all automatically inserted into your position/weather report
  12. packet. In the APRS system, current conditions at any station are broadcast
  13. to all stations on the net in a periodic fashion.  Not only are these
  14. individual conditions available to all stations on the net, but also
  15. importantly, the location of these conditions are also displayed.  There are
  16. several capabilities of APRS that are directly applicable to the SKYWARN:
  17.  
  18.  MAP DISPLAY - Shows the location of all reporting stations, their wind
  19.      speed and direction.  Can also show the location of other objects, such
  20.      as reports of TStorms, Hail, Tornados, etc
  21.  
  22.  WEATHER ONLY - Using the normal J command, Just weather stations can be
  23.      displayed on the map to eliminate the clutter of other packet stations.
  24.      As of Ver 2.08 there is a Weather (alt-W) command which will cycle through
  25.      each APRS weather station in turn and display the weather conditions for
  26.      each one in a box on top of the screen.  The location of the displayed
  27.      station is highlighted with a blue circle.  Whenever a new report comes
  28.      in from the selected station, the weather window is automatically updated.
  29.  
  30.  REPORT BROADCASTS - The individual station weather conditions can be manually
  31.      placed in the Beacon Broadcast from each station or automatically using
  32.      the APRS WX option ($9) and ULTIMETER-II serial interface.  These reports
  33.      are typically broadcast evrey 10 minutes.  The report is also available
  34.      at anytime if an APRS user sends the WX station an APRS Query.
  35.  
  36.  STORM/HURRICANE TRACKING - Any station may place a storm or other object on
  37.      his map, and the same symbol will be transmitted to all other stations
  38.      in the net.  This is ideal for transmitting the location of a storm or
  39.      Hurricane.  If the course and speed of advance of the storm is included
  40.      in the position report, then the object will automatically be dead-
  41.      reckoned on all screens until the next update.  Any station can update
  42.      the location of the storm as information becomes available.  The updating
  43.      station will automatically overwrite all posits in the net and will
  44.      become the new reporting station for the object.  This prevents duplicate
  45.      reporting and eliminates dependency on reporting stations that might
  46.      disappear and not update an object that they originated.
  47.  
  48.  NATIONAL WEATHER SERVICE DISPLAY - KD4UYR in FLorida had written a data base
  49.      program that would parse National Weather Service hourly bulletins into
  50.      APRS compatible Backup files.  In APRS version 3.08, a ctrl-A APPEND
  51.      command was added so that these files could be loaded in without destroying
  52.      the existing P and L lists.  Now in APRS version 3.10, APRS has built-in
  53.      commands to perform this function.  See the section below on the details.
  54.    
  55.  OPERATOR MESSAGES - The Point-to-point message capability can be used
  56.      for operator to operator messages and alerts.
  57.  
  58.  COMMENTS   -  Transmitted along with each position report, there is a
  59.      short comment field which can be used to report weather conditions,
  60.      station status, intentions or other broadcast type information.
  61.  
  62.  VEHICLE TRACKING - APRS can track the movements of any mobile with a GPS or
  63.      LORAN receiver properly interfaced to a packet TNC.
  64.  
  65. SKYWARN APPLICATION:   The map display has the capability of presenting both
  66. a station's position and his course and speed.  APRS recognizes a special
  67. weather report indicator (_) so that all Wx reporting stations are highlighted
  68. in blue and the software recognizes that their course and speed indicators are
  69. for wind reporting and not for station course and speed.  Note that APRS does
  70. not recognize 000 as North, but instead recognizes 360.  A value of 000 is
  71. assumed to mean there is no wind direction available.  To date, I have not
  72. standardized on the comment field, other than for the automatic ULTIMETER-II
  73. interface.  This leaves the whole field open for a variety of Weather
  74. reporting needs in free-format so that weather reports can be tailored to the
  75. conditions at any time.  Since a manually entered WX report should retain the
  76. time that it was valid, APRS will not update the date and time of each stations
  77. position (WX) report unless the automatic ULTIMETER-II interface is operating.
  78.  
  79.     In addition to the weather data and comments on the Plist, the station
  80. Beacon Text is also available for broadcasting additional amplifying info.
  81. Any station running APRS simply calls up the LATEST display and sees the
  82. current conditions from all stations on one screen.  Similarly, he calls up
  83. the map display and sees the location of all stations and all specially
  84. reported conditions.  Any authorized station can insert the location of any
  85. special object on the map.  The location of that reported object or condition
  86. is displayed on all screens in the network.  Even non-packet voice stations
  87. making a weather report can be placed on the map (like an object) by another
  88. APRS packet operator.  His station will appear similar to any other APRS
  89. weather station, except that his report will include a marker indicating that
  90. he was manually placed on the map by another operator.  We use APRS every
  91. weekend for reporting the Chesepeake Weather and Traffic net.  Load the
  92. SKYWARN.BK file to see the APRS network during one of these nets.  Also see the
  93. new section on how to load National Weather Service reports onto your APRS map.
  94.  
  95. NATIONAL WEATHER SERVICE HOURLY BULLETINS
  96.  
  97.      KD4UYR Kevin, in Clearwater Florida wrote a database program to crunch
  98. the NWS hourly weather bulletins into APRS compatible BACKUP files.  He could
  99. then load them into APRS for display on the map.  In version 3.10, I have added
  100. this feature to APRS.  The shift-F6 command will search the NWSposns.DAT file
  101. for all NWS stations within the boundaries of the current APRS map display.
  102. If the map is larger than 256 miles, then only a radius out to 250 miles is
  103. selected to prevent overloading the L and P lists.  Similarly a minimum radius
  104. of 32 miles is also used to be sure that at least one NWS station is found. 
  105. The database only had NWS locations to the nearest whole minute, so the
  106. positions are only accurate to the nearest mile or so.  This process is my easy
  107. way of selecting the stations that you want  to display.
  108.  
  109.      The alt-N command is the command for loading the NWS data if available.
  110. This command will ask you for the name and path to a text file containing the
  111. downloaded NWS hourly reports.  This file can be obtained from most of the
  112. commercial data servers or various BBS's.  Do not ask me where to find them...
  113. The real WX nuts out there seem to have no trouble finding them, but in most
  114. cases it is a pay as you go service...  APRS will then scan through the NWS
  115. bulletin file looking for each station that you have on your APRS P-LIST.  If
  116. it finds a matching NWS bulletin, it will parse out the Wind speed/direction,
  117. the temperature and dew point and the barometric pressure and place these on
  118. the P-list.  THen it will take the remainder of the report and place it in the
  119. L-list so that you can see the raw data which includes other notes about cloud
  120. cover and special conditions.  In both cases, the time of the entry in the P
  121. and L-list will be the time of the NWS report (in local time).  The date is
  122. assumed to be the current date.
  123.  
  124.      Unfortunately, these reports were designed for human reading and are also
  125. generated by hand at all the NWS sites.  There are frequently errors or in-
  126. properly formatted reports.  By looking at the L-List, most of these errors
  127. can be detected.  If APRS can not make sense out of the report, it indicates
  128. with the words "garbled report" on the P-list.  Once you have the display you
  129. like, you can select stations on the P-list for uplink to the net as desired.
  130. Since it is easy to generate lots of data and packets in this manner, I hope
  131. that stations will be considerate and not overload the channel.  Once everyone
  132. on the net sees the reports, the uplinking station should consider Quitting to
  133. uplink in order to reduce QRM.  Once the uplinked reports are no longer valid,
  134. the uplinking station should KILL them which will kill them from everyones
  135. display (they will still be on everyone's P-list, however, for subsequent
  136. display using the SHOW command).  Remember that KILL just marks them for
  137. NOT displaying so once you KILL them, you need to continue UPLINKING the KILL
  138. status for several beacon periods to be sure you killed everyone's version
  139. that is on the net.
  140.  
  141. DEMONSTRATION:  To get an idea of how APRS works in a SKYWARN or other weather
  142. reporting environment, load the backup file SKYWARN.BK using the ctrl-L
  143. command.  The stations would normally be bright blue, but all stations fade
  144. to gray if they have not been heard from in over 2 hours.  Use the P command
  145. to pull up the position/weather reports and notice the format for the station
  146. W3ADO.  That station is reporting the wind and temperature automatically
  147. using the optional ULTIMETER-II interface.  To demonstrate the NWS capability,
  148. center your map on FLorida at the 128 mile range and hit SHIFT-F6.  Once all
  149. the NWS stations appear on the map, then hit ALT-N to load the sample NWS data
  150. file provided by KD4UYR.  Look at the P and L-lists to see what is going on...
  151.  
  152. ULTIMETER-II INTERFACE:  To permit automatic weather station reporting, APRS
  153. includes an optional serial interface to the ULTIMETER-II home weather station.
  154. (I hope to develop one for other WX stations too).  The optional APRS WX
  155. routine is activated by a separate validation number ($9).  Once activated,
  156. APRS accepts the serial data output of the ULTIMETER-II and puts the
  157. information in your stations position/weather packet automatically for
  158. unattended weather reporting.  (If you have a different home weather station
  159. that has a serial data output, and can convince me that it is worth the effort
  160. and widespread in the HAM community, let me know.) The rain report from the
  161. ULTIMETER-II is for the present day, but  I hope to modify APRS to convert
  162. this to the rain fall in the last hour.  I think this is more representative
  163. for the typical emergency storm watch scenario that HAM radio is used for.
  164. If you think of a better way, tell me.  I am not a weather fanatic and do not
  165. have first hand information of the needs of ARES or SKYWARN.  With the
  166. interface enabled, the normal APRS decaying of position/wx reports is disabled
  167. and all weather/position reports are transmitted every 10 minutes.  This gives
  168. 6 reports per hour for continuity.  Of course, a WX/position report will be
  169. transmitted by the APRS station at anytime, in response to an APRS query;
  170. either an ALL NET Query (ctrl-Q), or a Wx only query (^W), or a one station
  171. Query (by sending ?APRS in a message).
  172.  
  173. SERIAL INTERFACE CABLE:  Peet Bros sells a serial interface cable with a DB-25
  174. connector to RJ-11.  (Note, all of my computers use a DB-9 connector for the
  175. serial port so the DB-25 is of marginal utility for most modern computers).
  176. Since the ULTIMETER-II has no negative supply, a 5 K pulldown resistor is
  177. added to the DB-25 connector between Pins 2 and 3.  This uses the -5 or -12
  178. volts on the TXD line to bias the RXD line.  When I plugged in a standard phone
  179. line connector to the ULTIMETER-II serial data output (unmarked connector on
  180. their junction box, or side of the Display unit), I found the data output on
  181. the green and black wire of the RJ-11.  Black is data ground, and green was
  182. RXD.  I do not know if the wire colors are standard but they would be either
  183. 1 and 3, or 2 and 4 depending on which side is up, and the ground is the one
  184. at the end.  The Peet Bros cable includes transient protection and RF filtering
  185. to protect your computer as well as the bias resistor.  Remember, the
  186. annemometer is like an antenna, high in the air.  It can radiate RFI and take
  187. lightening charges...
  188.  
  189. REMOTE SENSORS:  Another advantage of the APRS system is the ability to
  190. display information from remote environmental sensors.  We gave up building
  191. our own sensors and are hoping to use the ULTIMETER-II home weather station
  192. as an add on to all remote APRS digipeaters (without a PC).  Unfortunately,
  193. however, we have not come up with a way to only transmit the data once every
  194. 10 minutes without having another microporcessor to parse the serial stream
  195. from the ULTIMETER-II and only send it to the TNC once every 10 minutes
  196. instead of the once every 5 seconds.  A simple edge triggered timing circuit
  197. will not work because each 15 character record is often interrupted, even
  198. between characters with significant time delays so that a simple once every
  199. 10 minute timer circuit is not suitable.   (NOTE!  PEET Bros is working on a
  200. standalone version of the ULTIMETER-II which can be configured to output its
  201. WX conditions once every 10 minutes.  This can then be directly connected to
  202. a TNC for remote transmission of WX conditions.  When this modified U-II is
  203. available, the WX data will go out as a UI frame and APRS will grab it and
  204. display it.  The position data will be stored in the TNC BText.  These
  205. stations will appear on the map in Blue and their reports will be visible
  206. using the LATEST display just like for the home stations.  It is planned to
  207. place an ULTIMETER-II node at the location of every WIDE area digipeater used
  208. in the APRS system.  Currently weather nodes are under construction in Maryland
  209. at Point Lookout in the south, Patuxent Naval Air Station, Chesapeake Beach
  210. division of NRL, Annapolis, Baltimore, and NorthEast.  These sites will not
  211. only provide automatic weather reporting capabilities all along the Chesapeake
  212. Bay area, but will also form the backbone network for reporting the movement
  213. of radio amateur's boats with GPS and LORAN.  Load the SKYWARN.BK file.
  214.  
  215. DATA LOGGING:  In APRS version 3.07, I have modified the POSITION FILTER
  216. command so that it can be used to log weather data.  The position filter is
  217. normally on, and it causes APRS to NOT save duplicate position reports that
  218. are within 80 yards of a previous report.  When this filter is toggled OFF,
  219. it reduces this filter range to 10 yards AND enables all WXstation logging.
  220. In this mode, all WEATHER station reports are saved in a track history file. 
  221. All over-the-air reports are only received once every 10 minutes, but your own
  222. report will be saved at the rate set by the Set-Pos-Rate command (alt-S).  Note
  223. that this did not work for your own station until version 3.10.
  224.  
  225. FINAL NOTES:  Since the WXstation option is always updating your outgoing
  226. position report, this makes it impossible for a WX station to report a beam
  227. heading during a Direction Finding evolution.  As of version 2.12, if you use
  228. the ctrl-B command to enter a beam heading on a Fox or Jammer, then your WX
  229. station is disabled.  To restore your WX station, restart the program.
  230.  
  231. $$$  The ULTIMETER-II is available from PEET Bros 1-800-USA-PEET (872-7338)
  232.      for $179 plus $20 for their Serial interface cable and $60 for the
  233.      optional rain guage (self emptying, reads in 0.1 inches) plus shipping
  234.      of $8.25.  (For APRS, you don't need their $40 software but it is a good
  235.      package for doing the usual home WX logging and analysis)  See adds in
  236.      QST, CQ, Popular Mechanics, etc...
  237.  
  238. $    The optional APRS interface routine for the ULTIMETER-II is available from
  239.      the author for $9 and may be ordered with APRS or as an option later.
  240.  
  241.