home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ DP Tool Club 31 / CDASC_31_1996_juillet_aout.iso / vrac / aprtrak.zip / README / APRTRAK.TXT < prev    next >
Text File  |  1995-11-16  |  18KB  |  346 lines

  1. APRtrak.txt                   APRtrak
  2.  
  3.      APRtrak provides a mechanism for plotting the positions of
  4. stations and objects world wide based on both lat/long and grid
  5. square.  It evolved from the APRS (Automatic Packet Reporting
  6. System) software which is a packet program for tracking mobiles
  7. using GPS units interfaced to standard AX.25 packet radios.  The
  8. objective of APRtrak is to provide this same tracking and plotting
  9. capability for Spacecraft and satellite  ground stations.  Not only
  10. does APRtrak satisfy the inherrent curiosity that all amateur radio
  11. operators have about the locations of other stations, but it also
  12. helps newcomers to radio visualize the three dimensional and
  13. geographic aspects of satellite communications.
  14.  
  15.      APRtrak is designed to extract the most useful information for
  16. the largest number of users from the minimum number of packets.  In
  17. this respects, it is unlike other packet programs, because it does
  18. not concentrate on the exchange of message text, but on position
  19. data.  APRtrak avoids the overhead and complexity of a connected
  20. link by using the AX.25 unnumbered information (UI) packets.  This
  21. mode is called UNPROTO for un-protocol packets.  These packets are
  22. like beacons to everyone on frequency, instead of being addressed
  23. to individual stations.  APRS scans these UI packets looking for
  24. position data or other useful information in every packet, and only
  25. needs one valid packet to plot a position.
  26.  
  27.  
  28. TELEMETRY:
  29.  
  30.     APRtrak has a simple telemetry decoding and display function
  31. for some very simple balloon and spacecraft payloads.  It can
  32. display 5 analog channels and 5 digital bits of information.  The
  33. primary advantage is that the channel definitions and equations can
  34. be distributed over the air, so that new software is not required
  35. for each different payload.  An exception is for the SPRE payload
  36. scheduled for launch in Dec 95 which has been hard coded.  See
  37. SPRE.txt.  A single chip TELEMETRY/TNC has been designed by
  38. N3MIM which generates AX.25 audio packets with 4 analog channels 
  39. and 5 digital bits.  It makes a great match-box sized balloon payload.
  40.  
  41.  
  42. THE SHUTTLE AMATEUR RADIO EXPERIMENT (SAREX):
  43.  
  44.      The oginal SAREX packet robot was designed in the mid 1980's
  45. when most stations were still using dumb terminals with their
  46. TNC's.  The robot provided unique serial numbers to each station
  47. that connected with the shuttle, but five successful and successive
  48. packets were required for success.  Although hundreds of stations
  49. were successful, more than three times as many showed up in the
  50. HEARD log as having at least gotten one CONNECT-REQUEST packet
  51. through.  Thousands more had probably tried.
  52.  
  53.      APRtrak was designed to take advantage of single packets to
  54. not only permit a greater success rate, but also to provide a more
  55. visually rewarding image of the spacecraft, orbit, and ground
  56. station geometry.   Since shorter packets result in success of more
  57. stations, the complete position report is compressed into the TO
  58. address of all uplinked packets using the Maidenhead Grid Square
  59. system.  These grid squares are only 6 characters but provide a
  60. location anywhere on earth to about the nearest 2 miles. These
  61. position reports then are just as short as a CONNECT-REQUESTs,
  62. provide much more information, and only required one packet for
  63. success!  
  64.  
  65.      To demonstrate the effect of having SAREX relay these position
  66. reports, use the FILE-REPLAY command to replay the SHUTTLE.HST file
  67. and watch the contacts appear as the shuttle moves across the
  68. country.  You may enhance the demonstration by selecting to see
  69. only the Shuttle, STS-99, or by turning off CALLS to reduce the
  70. clutter of callsigns on the display.   Obviously, in this
  71. SHUTTLE.hst file, I assumed that the Shuttle had its TNC connected
  72. to a GPS navigation receiver so that it was also beaconing its
  73. position once per minute.
  74.  
  75.  
  76. APRtrak DISPLAYS:
  77.  
  78.      Obviously the map is the most important display screen, but
  79. APRtrak has several other screens for presenting other information
  80. about all packets that it hears as follows:
  81.  
  82.      LATEST    - The latest UI frame received from each station.
  83.      POSITIONS - Lists the positions of each station. 
  84.      MESSAGES  -  Single line messages to/from other stations.
  85.      BULLETINS - This screen captures all BULLETINS.
  86.      TRAFFIC   - Shows the last 23 lines of messages heard.
  87.      ALL LOG   - Time sequenced log of every new beacon or message.
  88.      HEARD LOG - Number of packets heard per station per hour.  
  89.      DIGIPTRS  - Displays the packet headers and digipeaters used
  90.      TELEMETRY - Displays 5 analog and 5 digital bit channels
  91.      WHERE     - Displays the predicted positions of up to 9 satellites
  92.      AZ/EL (Z) - Shows your antenna's view of the sky
  93.  
  94.  
  95. STATION TRACKING.  Although APRtrak was designed to track
  96. spacecraft and ground station position reports, it can also track
  97. any station, fixed or mobile that is transmitting its position via
  98. packet using the APRS protocols.  Further provision is made for
  99. transmitting the location of objects on one station's screen to
  100. every one else's screen. This feature can be used by one station to
  101. uplink the position of an  artic polar expedition, or ships at sea
  102. for example.
  103.  
  104. GRID SQUARES:  Because of the ambiguity of a grid-square position
  105. report, APRS will not display a 4 or 6 digit gridsquare report on
  106. map ranges less than 128 and 8 miles respectively.  Stations
  107. reported in the same grid square are randomly offset to avoid
  108. cluttering of callsigns on top of each other in the same grid
  109. square.  The P-list is annotated to indicate that the position is
  110. approximate.  The big advantage of grid squares is their short
  111. length of 6 characters vice seventeen for lat/long.  You may use 
  112. the OPS-FIND command to locate any grid square on the map.
  113.  
  114.  
  115. PROTOCOL - Since the objective of the APRS protocols are the rapid 
  116. dissemination of real-time information using packet UI frames, a 
  117. fundamental precept is that old information is less important than 
  118. new information.  All NEW beacons, position reports, messages and
  119. display graphics are redundantly transmitted but at a longer and
  120. longer repition rate.  Each new beacon is transmitted immediately,
  121. then 20 seconds later.  After every transmission, the period is
  122. doubled.  After ten minutes only six packets have been transmitted. 
  123. From then on, only 1 packet every 10 minutes is transmitted.  All
  124. transmissions can be turned off using the CONTROLS-XMT command. 
  125. But a transmission can be forced at any time by hitting the X key. 
  126. For details on the APRS raw packet formats see PROTOCOL.txt.
  127.  
  128. COMMANDS:   In most cases the keyboard is always active awaiting
  129. any of the many single key commands.  Many commands bring up
  130. additional menus on the bottom of the screen.  Note that APRS
  131. processing of packets on the air is continuous EXCEPT while waiting
  132. for the user response to a BOXED prompt.  Commands fall in to 3
  133. categories:
  134.  
  135. SCREENS:
  136.  
  137.   The Space Bar will always re-draw the map screen and the page
  138. up/dn keys can zoom the map centered on the position of the cursor. 
  139. You may save 4 special maps under the hot keys of 1,3,5,7 and 9.
  140. All of the other displays screens are called up by the letter key
  141. associated with their first letter.  Use alt-T to call up the
  142. TELEMETRY screen.  
  143.  
  144. SUB-MENUS:
  145.  
  146.   F1- Help       - Select from a MENU of HELP commands 
  147.   C -Controls    - Display a one line status of all control states
  148.   F -FILES Menu  - For Loading/Saving files, or Replaying tracks
  149.   I -Input cmds  - Input posits,  or add OBJects to map
  150.   O - OPERATIONS - Several commands for normal operations
  151.   M - MAP Menu   - Functions dealing with maps
  152.    
  153. MESSAGES:
  154.  
  155.   R - READ        - Displays your incomming and outgoing messages 
  156.   S - Send        - Sends traffic to a station
  157.   E - Erase       - Erases outgoing traffic lines
  158.   K - Kill        - Kills incomming traffic lines
  159.   T - Traffic     - Displays msg traffic between other stations
  160.  
  161. ANTENNA AZ/EL SCREEN:  The AZ/EL screen is a new screen which shows 
  162. your antenna's eye view of the sky.  You may move the cursor and
  163. zoom into any area of the sky.  The position of the satellites are
  164. shown in real time and their paths can be shown by pressing the alt-F
  165. key for FAST mode.  Use the INPUT-BEAM-heading command to enter the
  166. present position of your antennas.  Enter the Beamwidth of your VHF 
  167. and UHF antennas when you first configure APRtrak on startup.  To 
  168. customize the horizon to your backyard, edit the SYSTEM\HORIZON.dat
  169. file using a simple DOS editor.  The format is described in the
  170. HORIZON.DAT file...  Obviously, this horizon will only show up if
  171. the map screen is centered on your house.  Otherwise, a random horizon
  172. will be drawn.
  173.     
  174.  
  175. DEMONSTRATION FILE:  To see how APRtrak can display meaningful
  176. packet position reports in a number of different applications,
  177. use FILES-LOAD to load the file called VHF.BK.  This file contains
  178. all the local stations on the local APRS frequency in the
  179. Washington DC area.  To see the tracking of the GPS equiped
  180. Army/Navy game football run, load the file named FBALL.BK and
  181. replay the file named FBALL.HST and select to see only FBALL, or
  182. CHASE1.  To see the Marine Corps marathon event, load MARATHON.BK
  183. and replay the MARTHON.HST file. See Details in README.TRK.
  184.  
  185. HOOKING STATIONS:  The cursor can be moved to select any station on
  186. the map screens using the arrow keys.  When near any station
  187. symbol,  the ENTER key will "hook" the station.  Detail information
  188. on that station will be displayed on the bottom of the screen. 
  189. Alternatively, use the + and -keys to step through each station one
  190. by one.  You may also use the cursor on the P or L-list to hook a
  191. station or object.  Once hooked, several functions may be
  192. performed:
  193.  
  194.    ALL BCNS- The A key will list all beacons from that station.
  195.    MOVE    - Move cursor and press the Insert key. 
  196.    DELETE  - performed by hitting the D key.
  197.    UPLINK  - transmit the object to all other stations on the net
  198.    KILL    - kill the object from all displays in the network
  199.    ALARM   - You will be alerted if that station ever moves.
  200.    TRACK   - APRS will always center display on selected station
  201.    #MARK   - Mark special stations so that only these stations will
  202.              show on the map when # is used instead of SPACE BAR
  203.              for drawing a map.  If * is pressed, all symbols
  204.              will be shown on the map, but only the marked symbols
  205.              (#) will show callsigns.
  206.  
  207. The hook function also works on the LATEST and POSITION display
  208. lists by using the up/down arrow keys.  If a position exists,
  209. hitting the HOME key will display the map screen with that station
  210. centered on the display.  The G or GO key will go to YOUR station
  211. or if a station is marked for TRACKING on the P-LIST, then it will
  212. go to that station.
  213.  
  214. REPLAY:  The positions of any moving station can be replayed either
  215. from memory or from a file.  Tracks are kept in on-line memory
  216. until 150 have been saved, and then are saved to a HISTORY file. 
  217. During REPLAY, use the Calls command to toggle on and off the
  218. display of callsigns, and use the HOME and page keys to center and
  219. zoom the map display if the mobile station moves off the screen. 
  220. During replay, use these commands:
  221.  
  222.       C         - CALLsigns on/off
  223.       HOME      - Homes map to presently displayed station
  224.       SPACE     - Redraws the present map to remove track clutter
  225.       F         - Faster.  Speeds up playback
  226.       G         - Overlays Civil Air Patrol Search and Rescue grids
  227.       M         - Medium replay speed
  228.       P         - Pause
  229.       S         - Slow.  Slows down playback
  230.       Q         - Quit playback.
  231.       PgUp/PgDn - Zoom in and out
  232.  
  233.  
  234.  
  235. FILES:  All APRtrak files are retained in five different sub-
  236. directories of BAKS, LOGS, HSTS, SYSTEM and README.  There are
  237. several other files used by the system:
  238.  
  239.   MAPLIST.APR  - Directory of all map files available to APRtrak
  240.   BACKUP  .BK  - Backup of system every time program is quit.  This
  241.                  file is overwritten every time the program is
  242.                  quit.  It can be reloaded by simply indicating the
  243.                  letter B for a filename.
  244.   MAPFIX...EXE - A map editing program for fixing or making maps.
  245.   SYSTEM (DIR) - Contains the following required files
  246.          IintTAPR.TNC - TNC setup parameters  ( or InitAEA.TNC ) 
  247.          RESTORE.TNC  - TNC commands to restore TNC after quiting
  248.          CAPGRIDS.DAT - Civil Air Patrol Search-&-Rescue grids
  249.          DXCALLS.DAT  - Callsign prefix-to-LAT/LONG database
  250.          XXXXxxx.SYS  - Brief files for APRS internal screens
  251.          HORIZON.DAT  - Contains your horizon profile
  252.  
  253. APRtrak OPERATIONS:
  254.  
  255.    APRtrak will always monitor the channel and plot any packets or
  256. positions heard.  It will put POSITS on the P-LIST, APRS formatted
  257. Telemetry on the TELEMETRY page, and all other UI frames on the
  258. LATEST list.  The ALL list will keep a chronology of all new
  259. packets and peridoically save them to the LOGS directory.  Unlike
  260. the original APRS software, APRtrak will ignore terrestrial POSITS
  261. from stations that are using more than one digipeater.  The track
  262. history of all positions will periodically be saved to the HSTS
  263. directory.
  264.  
  265.      There are two TRANSMIT operating modes for APRtrack.  The
  266. nominal mode only transmits your position about once every 10
  267. minutes.  This position report is your exact LAT/LONG location and
  268. posiiton comments.  It allows all stations on frequency within
  269. range of each other, to see who else is nearby.  The other mode is
  270. SPACE mode specifically designed to transmit a minimum length grid-
  271. square report via a spacecraft transponder.
  272.  
  273.    In space mode, APRtrak places your GridSquare in the TO address
  274. of your TNC by using the UNPROTO command of UNPROTO GRIDSQ via
  275. XXXXX.   Where XXXXX is the callsign of the satellite or spacecraft
  276. digipeater.  If APRtrak sees your packet digipeated by the
  277. spacecraft, it will beep several times and display a CONGRAT'S
  278. message.  To imporve your chances for getting a packet through the
  279. spacecraft, you may force a transmission of your GridSquare BEACON
  280. each time your press the XMT-BEACON command.  A timer prevents you
  281. from sending an more than one packet every 8 seconds.  Also in
  282. SPACE mode, APRtrak will automatically increase its beacon rate
  283. when ever it hears packets from the designated spacecraft
  284. digipeater.  It does this by resetting the normal decaying BEACON
  285. period timers to minimum.  This results in several packets over the
  286. next few minutes, but, as usual, the period between each packet
  287. doubles.  
  288.  
  289. To minimize QRM, any APRtrak station that sees itw own BEACON
  290. digipeated by the spacecraft will immediately reset its beacon
  291. timer to 4 minutes, since there is no need for that station to
  292. continue to transmit again until later in the pass to cover a
  293. different geographical footprint.
  294.  
  295.  
  296. OPERATING TIPS VIA DIGIPEATING SPACECRAFT:
  297.  
  298. First, be sure that APRS position reporting is being authorized via
  299. the particular spacecraft.  To have a good chance of being seen via
  300. the SPACE digipeater and to minimize unnecessary QRM, use the
  301. following procedures.  Even under worst case scenarios, APRS
  302. stations will still generate fewer packets than other stations
  303. attempting to CONNECT to the spacecraft!
  304.  
  305. *  Set UNPROTO VIA the Space DIgipeater (W5RRR)
  306. *  Set alt-SETUP-MODES-SPACE which makes your posit as short as
  307. possible and also opens up APRtrak to parse all OTHER packets
  308. instead of just APRS packets.  Your station will be "armed" to
  309. reset its beacon timers to minimum as soon as it hears packets from
  310. the space digipeater.
  311. *  Make your BCN text as short as possible, or none at all.
  312. *  Use X command to force a transmission as desired 
  313. *  Use the VIEW screen so you can VIEW all packets on a full screen
  314. *  Use your lowest 2m antenna (preferably on the ground).  This
  315. minimizes any QRM to your receiver from other local uplink
  316. stations, and also minimizes your QRM to them.  A ground level
  317. antenna should work perfectly well, since it can still see the sky,
  318. and the SPACECRAFT is so far away on the horizon and has such high
  319. doppler that you will NOT make it anyway at elevations below 20
  320. degrees or so.
  321.  
  322. If stations are still trying to connect to the spacecraft, you should 
  323. put the CONTROLS-MCOM to ON so that you will also monitor all of the
  324. DISCONNECT-BUSY protocol packets being sent by the spacecraft.  With
  325. MCOM ON, APRtrak will collect ALL packets (even dupes) to the ALL-LIST
  326. so you can see everyone involved in the pass.  THe L and P-LISTS will
  327. still only accumulate UI packets.
  328.  
  329.  
  330. UNATTENDED OPERATION:  If you use a low antenna as described above
  331. and leave APRtrak unattended, you should capture all POSITS
  332. digipeated by the spacecraft.  Your station will be transmitting
  333. only one BCN and POSIT about once every 15 minutes.  This is less
  334. than one-half of one percent (0.5%) of the number of packets
  335. generated by other stations trying to connect to the spacecraft. 
  336. Of course your chances are similarly diminished, but its only fair
  337. for unattended stations not to QRM manned stations.   If you set
  338. SPACE mode, then your station will come to life when the spacecraft
  339. is heard.  If this idea catches on, then maybe all of those other
  340. stations will STOP trying to CONNECT to the spacecraft and join us! 
  341. That would be a net REDUCTION in QRM on the uplink!
  342.  
  343.     Imagine the fun that the cosmonauts and astronauts will have if
  344. they carry a lap-top computer so they can see everyone on their
  345. maps!
  346.