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Text File  |  1995-07-22  |  22KB  |  345 lines

  1. OPS.txt 6.7b                APRS OPERATIONS NOTES
  2.  
  3. Version 6.7b: Includes a SLAVE mode for operating several different APRS PC's
  4. all from the same TNC/radio.  This permits multiple operators in an EOC or
  5. other command post, to each have his OWN display, while sharing only one
  6. radio /TNC.  See SLAVE paragraph at end.
  7.  
  8.  
  9. OVERVIEW:  This OPERATIONS file may help you to understand the finer points
  10. of operating an APRS net both ROUTINE and SPECIAL EVENT.  Since APRS was
  11. designed to facilitate real-time tactical communications, operating APRS
  12. on a routine basis is sometimes like watching the grass grow!  The reason
  13. for building a routine APRS net is primarily for operator training and
  14. familiarity.  If your operators are not familiar with APRS in a benign
  15. environment, then they will not be able to use it in a crisis!
  16.  
  17. Do NOT think that you need GPS for tracking special events.  It is so easy
  18. to update your vehicle's position just by moving the cursor and hitting
  19. the INPUT-MY command, that the only stations that need GPS are the ones
  20. that are lost!
  21.  
  22. BULLETINS:  To send a bulletin to all stations, simply SEND a message to
  23. BLN# where # is a line number from 1 to 9.  Like any other message, these
  24. BULLETIN lines will be transmitted on the decaying time period and will
  25. eventaully settle out at once every 20 minutes.  This way, new stations
  26. joining the net will quickly pick up the BULLETINS.  Since lines are sorted
  27. onto the receiver's BULLETIN page, a new BLNx line will overwrite any
  28. previous BLNx at all stations making changes and corrections easy. 
  29. If your bulletin is time sensitive, be sure to include the TIME in the
  30. text, since BULLETINS are not time-stamped.  When your BULLETIN is no
  31. longer needed, simply ERASE your outgoing BLN#.  This will stop your
  32. transmission of the BULLETIN lines.  Receiving stations can erase all
  33. old bulletins by using the ALT-E command.
  34.  
  35.  
  36.  
  37. GATEWAY RULES:  I have interjected this paragraph because of the large
  38. number of APRS HF to VHF gateways now in operation.  First, it is very
  39. important that users understand that GATEWAYS ARE ONLY INTENDED TO LINK
  40. HF ACTIVITY INTO LOCAL VHF NETS.  IT IS INNEFFICIENT, DISCOURTEOUS, AND
  41. MAYBE ILLEGAL TO LINK from VHF to HF.  Linking HF operations into every
  42. local VHF APRS net in the country is not a problem, because the slow 300
  43. baud data rate could never saturate ANY 1200 baud local net.  HOWEVER,
  44. linking just ONE active VHF net ANYWHERE in the country out onto HF
  45. WOULD CERTAINLY BLOCK ALL HF OPERATIONS NATIONWIDE!  The capability is
  46. there for linking special events on VHF out for the entertainment of all
  47. HF listeners, but DO NOT ABUSE IT, OR WE WILL LOOSE IT!  See HF.txt.
  48.  
  49.  
  50. DIGIPEATER RULES:  The advantages of APRS are many, but there is a price.
  51. Since APRS uses a fixed digipeater path sometimes different for different
  52. stations depending on geographic location, there is a duplication of on the
  53. air packets.  This assures that all stations in the net are maintained up 
  54. to date, but also proves to be less efficient during intense operator-to-
  55. operator QSO's where this point-to-point traffic is also being unnecessarily 
  56. broadcast to all stations in the net.  In such cases ALWAYS CHOOSE THE 
  57. MINIMUM PATH TO THAT ONE STATION.  You will be amazed at the improvement 
  58. in throughput!  Watch the DIGI page, and if you can work him direct, DO SO!
  59.  
  60. WIDE-RELAYS AND COMMUTERS:  The greatest contribution of APRS is the use of
  61. generic alias callsigns for digipeaters so that mobiles do not have to
  62. change their paths as they move from area to area.  Since WIDES are widely
  63. separated and are made for WIDE area and LONGHAUL comms, many mobiles cannot
  64. hit them reliably.  The ultimate solution was discovered at Dayton 1995
  65. where it was pointed out that many TNC's have alternate callsign functions 
  66. that will also digipeat.  By making all WIDE digipeaters ALSO have an alias
  67. of RELAY as well as WIDE, the mobiles only need to set their initial digi
  68. path to RELAY,WIDE,... and they will be digipeated no matter whether they
  69. are near a WIDE or out in the boonies near any other APRS station (all APRS
  70. stations have the defualt alias of RELAY)  Ideally, other TNC manufacturers
  71. should allow TWO aliases in their digipeaters.   See DIGIs.txt.  FIXED
  72. stations should NOT use generic paths if they can avoid it.
  73.  
  74. ACKS THAT DONT MAKE IT:  Just like connected packet, the chance of a message
  75. packet getting through is usually the same as the chance that the ACK will
  76. get back.  If the radio path is only 50%, that means that the receiver will
  77. probably get the message by the second transmission, but that the sender may
  78. not get an ACK until after his 4th!  This is because the sender had to send 4
  79. packets to get two through and the receiver then ACKed twice in order to get
  80. one through.  You see this effect frequently on APRS, when you are talking
  81. with a station over a long poor path.  You will notice that the person at
  82. the other end has already responded to your message even before you get an
  83. ack from your outgoing message.  BUT your next line will never go out UNTIL
  84. it gets that ACK.  The reason that you will probably get his response message
  85. before your ack, is because his response message is being repeated over and
  86. over in the usual APRS decayed algorithm, but his ACK is ONLY transmitted
  87. once each time he gets a dupe of your message line to him.
  88.  
  89.     What this means is that whenever it is obvious that the other station has
  90. responded to your message line, you should ERASE it so that APRS will move on
  91. to the next line.  Sometimes if you know that the other station is probably
  92. hearing the digi better than the digi is hearing him, and you are not getting
  93. ACKS, then simply send him messages in the blind.  Let each line be transmitted
  94. for 6 minutes and then erase it.  APRS will then move on to the next line.
  95. Remember that APRS will have transmitted 6 times in the first 6 minutes, but
  96. that it will then be over 3 minutes, then 6 and then 12 minutes for further
  97. transmissions.
  98.  
  99.     To improve on this effect of lost ACK responses (which I see a lot on
  100. HF), APRS recognizes a duplicate message, and not only sends out the usual
  101. ACK, but stores a copy for transmisssion in the blind 30 seconds later. 
  102. The 30 second delay is to avoid cluttering up the frequency if the path is
  103. good, since the sending station will have sent the message at least twice
  104. in the first 30 seconds.  After the third transmission, it is clear that
  105. the ACKs are getting lost and it is time to double up.  This algorithm has
  106. the potential of doubling throughput on a poor channel!
  107.  
  108.  
  109. SHORT MESSAGES:  As with any packet, especially on HF, the shorter the packet
  110. the better the chance of getting through.  With 25 characters of overhead,
  111. however, there is not much sense in making the message part much shorter
  112. than a half line (40 characters).  The chance of a 40 character line getting
  113. clobbered compared to a 75 character line is 65%.  On HF keep 'em short. 
  114. A trick that I frequently use whenever I know that a station is not currently
  115. on the air, or the path is not currently good, is to send the first message
  116. line with only the word "test" followed by additional lines with the body
  117. of the message.  This way, only the very short "test" line is transmitted
  118. (often for hours on HF) until the band opens, and then once the station ACKs
  119. that line, the remaining lines are transmitted.
  120.  
  121.  
  122. ROUTINE OPERATIONS:  The APRS default digipeater path of RELAY is ok for
  123. a few users starting up an APRS net, but you will soon need to focus on a
  124. few good stations to serve as WIDE area digipeaters.  The reason for this
  125. is obvious.  As soon as you get 3 or more local stations on APRS, any
  126. station living equi-distant (RF wise) from any two other stations will
  127. ALWAYS hear a collision of EVERY packet digipeated by both of those
  128. stations.  That is why, once your network begins to grow, you need to
  129. designate your path by specific callsign and designate certain high
  130. stations as permanent digipeaters.  If you put up a few good wide area
  131. digipeaters with the generic ALIAS of WIDE, the coverage of the network
  132. can be extended significantly.  It is important to keep generic
  133. WIDEs well separated (40 miles or more over smooth terrain) to minimize
  134. duplicate repeats (or you end up with the same collison problem but on a
  135. larger scale).  Most users should be able to hit at least one of these
  136. WIDEs.  Just like with the RELAY's, however, users should use the specific
  137. digipeater call instead of the generic WIDE in routine cases to minimize
  138. collisions.  You may store up to 12 different, frequently used DIGI paths
  139. using the OPS-DIGI command for instant recall to tailor your DIGI path
  140. for the exact calls and path for each QSO.  Proper use of this capability
  141. can significantly improve APRS effeciency and reduce the use of the
  142. WIDE,WIDE generic path!
  143.  
  144.    All users must understand that they are responsible for setting their
  145. outgoing VIA path so that their packets hit the intended area of interest.
  146. Unlike normal CONNECTED protocols which automatically return ACKS via the
  147. reverse path of incomming packets, APRS is an unconnected broadcast protocol
  148. only and each station's packets will only go via the outgoing path set up by
  149. that station.  If your station receives a duplicate APRS MSG packet more than
  150. twice, it gives you a beep and an alert that your ACK's are probably not being
  151. heard by the other station and that you should check your outgoing VIA path.
  152.  
  153.  
  154.     APRS has a very useful feature for determining the best path between
  155. stations.  The Power-Height-Gain reporting capability lets APRS plot range
  156. contours around all stations that have included the P-H-G data in their
  157. position reports.  For maximum effectiveness, every station should use the
  158. INPUT-PWR command to enter his transmitter power, antenna height, and antenna
  159. gain.  Also APRS permanent digipeaters should include this info in their
  160. position beacons.  See DIGIs.txt and PROTOCOL.txt for the exact formats.
  161.  
  162.     Those stations between WIDE area digipeaters only need to use the single
  163. hop of WIDE and their packets will go in both directions.  Stations that can
  164. only hit one WIDE area station may set the path of WIDE,WIDE without any
  165. conflicts.  Paths of WIDE,WIDE,WIDE should be avoided because it folds back
  166. on itself.  The same area can be covered by using WIDE,WIDE,W3XYZ where the
  167. unique call of the third digipeater is specifically specified.  If you think
  168. about it, stations at the end of an area can specify a pretty long string of
  169. digipeaters since the path is linear.  Stations in the middle can only
  170. specify a symetrical double hop with WIDE,WIDE before they have to begin
  171. favoring one direction or another with unique calls.
  172.  
  173. CAUTIONS ABOUT APRS MESSAGES:  Remember that the general condemnation of
  174. multiple digipeater hops in the packet community applies only to connected
  175. protocols.  This is because the probability of success goes down drastically
  176. because all ACKS must be successfully returned or all packets are repeated.
  177. This is generally NOT a problem with most APRS operations since only UI frames
  178. are used, and there are no acks.  HOWEVER, APRS one-line MSGS are ACKED, and
  179. the inefficiency of digipeaters DOES APPLY!  If you do a lot of one-line
  180. messages between operators, you will experience the same hopeless probabilities
  181. of success as with conventional packet.  (As noted above, APRS doubles up
  182. on ACKS on a poor channel and helps this situation somewhat.)
  183. But, in general, NEVER expect an APRS MSG to be successful beyond 2 digi's
  184. except if everyone else is DEAD.  Operator messages are a secondary function
  185. of APRS, and should not be used as a primary means of passing traffic!  One
  186. further caution, since APRS suspends all packet processing while waiting for
  187. the operator with a BOXED prompt, never linger in a prompt.  The SEND 
  188. command is a BOXED prompt and should not be left un-completed!
  189.  
  190. OBJECTS:  As noted previously, anyone may place an object on the map and all
  191. other stations will see it.  On their P-list, the object will be marked
  192. with the last three letters of the originating station.  Any other station
  193. that has more current information on that object can also update its
  194. position by hooking, moving the cursor, and then hitting the insert key.
  195. His station will begin uplinking the new posit, and all stations, will
  196. update their P-list entry for that object INCLUDING THE ORIGINAL UPLINK
  197. STATION!  Since the new position overwrites the old one, the original
  198. originating station will now no longer uplink it.  This comes in handy during
  199. hurricane tracking.  Who ever has information on the latest HURICANE posit
  200. uplinks it and everyone then always sees the latest storm track without
  201. anyone in the net being dependent on any one station for updates!
  202.  
  203.     Once objects are transmitted on to other station map screens, they will
  204. remain there until that operator deletes them, even if the originator stops
  205. transmitting them.  It will, however, fade to dark gray after 2 hours to
  206. show it as an old report.  You can use the CONTROLS-FADE command to bring
  207. them back to bright colors, or use the J command to see JUST-the-LATEST
  208. symbols.  The KILL function permits the originator of an OBJECT KILL it
  209. from all displays on the net.  His station will continue to uplink the
  210. object, but tagged with a special KILL flag to suppress its display on all
  211. screens.  It remains in everyone's P-lists, though, so they can refer back to
  212. it if needed.  They must still manually DELete it from their P-list as needed.
  213. Once the originator has KILLED an object, he should let it remain on his
  214. P-list for at least 6 minutes to be sure everyone has received the KILL
  215. indicator; then he can delete it from his list.
  216.  
  217.  
  218. SPECIAL EVENT OPERATIONS:
  219.  
  220.     The alt-IGNORE command sets up an APRS station to send via the UNPROTO
  221. address of SPCL... vice APRS...  It also sets up that station to IGNORE all
  222. other packets.  This allows the event participants to keep their screens
  223. (P/L lists, etc) clear of unwanted other APRS stations on frequency, while
  224. tracking the event normally.  All other stations watching the event will still
  225. receive all SPCL event posits on their screens, and they will be automatically
  226. marked with the # for special display using the # key vice SPACE bar.
  227.  
  228. SPECIAL EVENTS:  The Cycle Across Maryland (CAM) bike tour is a good example
  229. of a special event using APRS.  We had two of three relief vehicles with
  230. GPS trackers.  These were assembled in cake pan enclosures duct-taped to
  231. the roof with a small power cable extended down the windshield and clipped
  232. directly to the battery.  These packages could be moved among vehicles in
  233. about five minutes.  Some other packet mobiles ran APRS without GPS units
  234. by just using the INPUT-MyPOS command to update their positions.  In this
  235. manner, my normal APRS/GPS combo can be split into TWO separate tracked
  236. vehicles for an event.  The GPS/TNC combo acts as a stand-alone tracker,
  237. and my laptop and another TNC keep my vehicle on the map manually.
  238.  
  239.     Since we only have two WIDE-RELAY APRS digipeaters in the state, and
  240. the CAM tour never went near them, we were dependent on home stations all
  241. across the state to serve as digipeaters for the event.  The GPS packages
  242. were set to digipeat via the RELAY,WIDE path.  By setting the alias of home
  243. stations along the route to RELAY as the event came near, the vehicles
  244. were never beyond range of at least one RELAY station.  These home stations
  245. then digipeated the positions on to the established WIDE digipeaters.  Due
  246. to the short range of our simple 1 watt units, we needed home stations
  247. about every 10 miles.  This combination of RELAYS and WIDEs shows how 
  248. valuable these generic callsigns are.
  249.  
  250.      As an added technique, we also set up both GPS units with the alias
  251. of RELAY so that they would also help digipreat each other along the trail.
  252. The disdavantage of this technique was evident as both vehicles returned to
  253. the evenings command post (also RELAY) and you had three RELAYS in 100 
  254. yards of each other!  It was noisy within local simplex range of that site, 
  255. but stations all over the state still saw the packets via the permanent
  256. WIDE digipeaters.
  257.  
  258.      The event was an exciting success!  Even when there were no HAMS in the
  259. GPS vehicles, their locations were always known by net control.  If comms
  260. were needed with the GPS relief vehicle, a mobile HAM was directed to the
  261. location indicated on the APRS screen.
  262.  
  263. SYMBOLS:  During a 1994 MS Bikethon, KD4SJJ noticed that the map got to
  264. cluttered with four GPS mobiles and several fixed stations along the route.
  265. As a result, APRS now has several lettered ball symbols and numbered boxes
  266. in addition of a dozen other mobile symbols that can be distinguished even
  267. with CALLSIGNS off!  With these tactical symbols, and callsigns off, the
  268. map display is significantly improved under congested conditions.
  269.  
  270. EMISSION CONTROL:  If there are only a few APRS stations involved in an event
  271. but there are lots of APRS observers on frequency, then the observers can set
  272. their transmitter off using the CONTROLS-X command.  That way they minimize
  273. QRM on channel.  They can still transmit under manual control by using the
  274. X key.  The X key now prompts you for which packet you want to transmit,
  275. Beacon, Position, Objects, Messages or all.
  276.  
  277.  
  278. LOAD SHARING:  Since any station can take over reporting of any objects, one
  279. approach is to let only one station hook every symbol that comes in and then
  280. he becomes the reporting repsonsibility.  The original station that uplinked
  281. the report in the first place will fall silent when it sees the report
  282. comming from the designated Net Control station.  This way all positions are
  283. reported by only one station on frequency, although all other stations can
  284. still update the positions as needed.  Remember that the last station to
  285. report the position of an object will be the one that continues to report it!
  286.  
  287.  
  288. MARINE CORPS MARATHON:  See the MARATHON.txt for details and lessons learned
  289. using APRS at the Marine Corps Marathon on 24 October in Washington DC.
  290.  
  291.  
  292. SLAVE MODE AND EMERGENCY OPERATIONS CENTERS:  Dont overlook the fact, that a
  293. handful of separate PC computers can ALL BE CONNECTED TO A SINGLE TNC AND
  294. RADIO!  This fact can be used to create quite an impressive multi-station
  295. tactcal communications system that will rival some 911 consoles!  By having
  296. each PC operating under the SAME callsign, the TNC will not know or care
  297. which PC is sending data, and all monitored data will be fed in parallel
  298. to all consoles at the same time!  The slave consoles will see the MASTER
  299. console data after it is digipeated.  To make this work, you must set the
  300. PC's in the MASTER and SLAVE modes using the alt-SETUP-MODES commands.
  301. In these modes, APRS will accept digipeated packets from
  302. itself (in this case, other PCs sharing the same TNC) and will see any
  303. objects, posted by the other SLAVE consoles.  The MASTER remains fully
  304. functional, but the slaves act as follows:
  305.    Slaves do NOT send BEACONS or POSITS (would be dupes of master)
  306.    Slaves do NOT send MESSAGES (the ACKs wouldnt work due to same calls)
  307.    Slaves CAN send BULLETINS (since no ACKS are required)
  308.    Slaves CAN send OBJECTS (assign each operator to track different objs
  309.    Slaves will see the MASTER messages on the READ-MAIL screen
  310.  
  311.    To connect all the PC's to the TNC, use 3 conductor cable with only
  312. RXD, TXD and ground.  Connect all grounds and all RXD's to the TNC.
  313. Then DIODE-OR all of the TXD's together to the TXD line of the TNC via
  314. a diode with a 15K or more bypass resistor.  You may want to include a
  315. switch in the TXD line so that the MASTER station has control of who
  316. can enter OBJECTS into the system.  So that all these PC's see the same
  317. data, there MUST be a digipeater on the net.  (AEA TNC's have a command
  318. called MXmit which can be turned on to echo all transmitted packets as
  319. if they were digipeated from a digipeater).
  320.  
  321.    This way ALL consoles see the tactical picture, and these SLAVE PC's
  322. are at the individual operator's disposal to zoom in, and hop from screen
  323. to screen to give them access to what ever info they need!  Do not think
  324. that a big screen display is better.  A single big screen is impressive,
  325. but actually useless.  Only the person at the KEYBOARD of an APRS system
  326. can actually get useful info from APRS.  In our county, you need to be below
  327. the 8 mile scale to get an idea of what is going on at a crisis, and
  328. while you are zoomed in there, others need to be focusing on other parts
  329. of the county, or different screens.
  330.  
  331.      At the master APRS PC, you may want to have ON/OFF switches for each  
  332. of the SLAVE PC TXD lines so that you can control who is permitted to
  333. enter OBJECTS into the net.  Even without TXD, all SLAVE APRS PC's still
  334. provide each individual operator the full APRS tactical picture!  If you
  335. only need one console for entering data, then you can wire every PC in
  336. the building using cheap 2 conductor speaker ZIP cord!  You can carry
  337. hundreds of feet of this stuff in the briefcase with your portable laptop!
  338.  
  339. This is a TREMENDOUS capability, since these days PC's are much more
  340. plentiful than TNC's and all available assets can be brought into the
  341. picture.  Every SLAVE operator has his own INDEPENDENT access to all
  342. of the APRS info without bothering the APRS operator.
  343.  
  344.  
  345.