home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Computer Club Elmshorn Atari PD / CCE_PD.iso / pc / 0600 / CCE_0637.ZIP / CCE_0637 / CHIRP / CHIRP.DOC next >
Text File  |  1989-07-12  |  14KB  |  291 lines
  1.  
  2.   IMPORTANT NOTE:
  3.   ---------------
  4.   THIS  PROGRAM  IS ONLY DESIGNATED FOR AMATEUR  AND  EDUCATIONAL 
  5.   PURPOSES.  A COMMERCIAL USAGE IS ALLOWED ONLY WHEN THE AUTHOR'S 
  6.   WRITTEN PERMISSION IS GIVEN.
  7.  
  8.   THE  PROGRAM MAY BE COPIED AND DISTRIBUTED TO OTHER USERS  ONLY 
  9.   IN ITS ORIGINAL STATE.  AN EXCEPTION IS MADE FOR THE  SO-CALLED  
  10.   'TIPS'-FOLDER WHICH MAY BE USED FOR SUGGESTIONS OR COMMENTS.
  11.   
  12.   NO  GARANTEE IS GIVEN FOR THE CORRECTNESS AND ACCURACY  OF  ALL 
  13.   DATA  WHICH ARE ASSOCIATED WITH THE USAGE OF THE  PROGRAM.  THE 
  14.   USAGE  IS  WITH  THE USER'S PERSONAL  RISK.  THE  AUTHOR  WOULD 
  15.   APPRECIATE INFORMATION ABOUT PROGRAM ERRORS AT ALL TIMES.
  16.  
  17.                                -/-
  18.  
  19.   WICHTIGER HINWEIS:
  20.   ------------------
  21.   DIES PROGRAMM IST NUR FUER AMATEUR- UND LEHRZWECKE  VORGESEHEN. 
  22.   EINE GEWERBLICHE NUTZUNG IST NUR MIT SCHRIFTLICHER  GENEHMIGUNG 
  23.   DES AUTORS ERLAUBT.
  24.  
  25.   DAS  PROGRAMM  DARF  FREI KOPIERT  UND  WEITERGEREICHT  WERDEN, 
  26.   SOFERN  ES  IN ALLEN SEINEN  BESTANDTEILEN  IM  ORIGINALZUSTAND 
  27.   BELASSEN WIRD.  DIES BETRIFFT NICHT DEN 'TIPS'-ORDNER,  IN  DEM 
  28.   DER ANWENDER HINWEISE FUER NACHFOLGENDE BENUTZER ABLEGEN KANN.
  29.  
  30.   ES  WIRD  KEINE GEWAEHR FUER DIE RICHTIGKEIT DER  DATEN  UEBER-
  31.   NOMMEN,  DIE  AUS DEM GEBRAUCH DES PROGRAMMS  RESULTIEREN.  DIE 
  32.   BENUTZUNG  ERFOLGT AUF EIGENE GEFAHR.  DER AUTOR IST  FUER  DIE 
  33.   MITTEILUNG EVENTUELLER FEHLER JEDER ZEIT DANKBAR.
  34.  
  35.                                         Volker Grassmann, DF5AI
  36.                                         Hannoversche Str. 103
  37.                                         D-3400 Goettingen-Weende
  38.                                         Fed. Rep. of Germany
  39. -----------------------------------------------------------------
  40.  
  41.                             C H I R P
  42.         CHARACTERISTICS OF IONOSPHERIC RADIO PROPAGATION
  43.         ------------------------------------------------
  44.  
  45.   1. INTRODUCTION
  46.  
  47.   CHIRP is a program designated for hf radio operators,  for e.g. 
  48.   radio amateurs, broadcast listeners or any other users of short 
  49.   wave  radio propagation.  The program's name is reminiscent  of 
  50.   the  real chirp-ionosonde.  In fact CHIRP acts as a  monitoring 
  51.   system  for  hf  propagation  in  the  range  1-30  MHz   which 
  52.   calculates  the best frequencies,  times and paths  to  distant 
  53.   radio  stations.  This information may be important when  radio 
  54.   schedules  have to be established or when best  conditions  for 
  55.   "dxing" must be known in advance. 
  56.  
  57.   The following disk files are part of the program package:
  58.  
  59.           CHIRP.PRG               the program
  60.           CHIRP.DOC               this document
  61.  
  62.           TIPS\TIPS.DOC           further user information
  63.  
  64.           CHIRP.DAT\CHIRP.MAP     worldmap
  65.           CHIRP.DAT\MINIFTZ.DAT   MINIFTZ's grip point data
  66.  
  67.  
  68.   2. THE HEART OF THE PROGRAM: MINIFTZ
  69.  
  70.   Th.  Damboldt and P.  Suessmann at the "Forschungsinstitut  der 
  71.   Deutschen  Bundespost  beim  Fernmeldetechnischen  Zentralamt", 
  72.   Darmstadt  (Germany),  developed an advanced grid point  method 
  73.   whiches  makes the "CCIR data of  ionospheric  characteristics" 
  74.   suitable for micro computer applications [1-3].  This work  was 
  75.   done  because  of  the low accuracy obtained  by  former  micro 
  76.   computer  evaluations,  see [1] or [2] for  more  details.  The 
  77.   results obtained by the new FTZ-method have been tested against 
  78.   measured  data  published by the CCIR.  In field  strength  the 
  79.   average  difference was found be  about 0 dB and the RMS  error 
  80.   was about 11 dB,  [3].  In MUF(3000) the average difference was 
  81.   less  than 0.1 MHz with a standard deviation of 2.3  MHz,  [2]. 
  82.   Clearly the new method is comparable in accuracy to predictions 
  83.   calculated on mainframe computers.
  84.  
  85.   These  developments  have been incorporated  into  the  program 
  86.   MINIFTZ.  For a specific radio link and for a particular season 
  87.   of  the  year  MINIFTZ calculates  the  diurnal  variations  of 
  88.   several parameters.
  89.  
  90.   Table: Output parameters obtained with MINIFTZ
  91.   ----------------------------------------------
  92.   -  basic MUF (MUF: maximum usable frequency)
  93.   -  field strength at MUF
  94.   -  skip mode at MUF (E- and F-region "hops")
  95.   -  antenna elevation for skip mode at MUF
  96.   -  frequency of optimum traffic (FOT)
  97.   -  field  strength,  skip  mode  and elevation  angle  at  user 
  98.      defined frequencies (max. 11)
  99.  
  100.   The  author  of CHIRP would like to express his thanks  to  Dr. 
  101.   Thomas Damboldt,  Forschungsinstitut der DBP beim FTZ, who made 
  102.   the MINIFTZ FORTRAN- and BASIC-source listings available.
  103.  
  104.   The MINIFTZ-source has now been translated for the Atari ST and 
  105.   is  used  by CHIRP.  It is expected that the  user  is  already 
  106.   familiar  with the terminology and usage of radio  predictions. 
  107.   Refer to [4] if further explanation is required.
  108.  
  109.  
  110.   3. THE WORLD MAP INDICATOR
  111.  
  112.   The  world  map  indicator (WMI) is  a  graphic  display  which 
  113.   generally works independently from MINIFTZ.  In accordence with 
  114.   the  mouse cursor setting on the screen map the WMI  calculates 
  115.   short/long  distance  and antenna bearing in  relation  to  the 
  116.   location of reference (e.g.  your home city) and indicates  the 
  117.   actual QTH-locator.  Ray paths may be calculated and plotted on 
  118.   the screen by clicking the right mouse button or by entering  a 
  119.   location via keyboard. This gives the user an impression of how 
  120.   the  radio waves travel around the world.  Instead of  a  radio 
  121.   beam,  which  is  in fact an  idealization,  the  real  antenna 
  122.   characteristic  which distributes radio power into  an  angular 
  123.   section may be taken into account.
  124.  
  125.   Both  MINIFTZ and the WMI are coupled only in a  certain  case: 
  126.   when clicking the RUN command in the menu.  The very last radio 
  127.   path  which  was  plotted on the screen map  defines  the  geo-
  128.   graphical  input  data for MINIFTZ's purposes.  These  are  the 
  129.   geographical locations of both the radio terminals and  whether 
  130.   short or long path is required. 
  131.  
  132.  
  133.   4. INPUT OF GEOGRAPHICAL LOCATIONS VIA KEYBOARD
  134.  
  135.   A certain geographical location (e.g.  your home city) is taken 
  136.   as  reference  for all calculations performed  by  CHIRP.  This 
  137.   location  must  be entered by keyboard and is  indicated  by  a 
  138.   special  symbol  on the map.  A second location is  defined  by 
  139.   simply  pointing  with the mouse cursor  to  the  corresponding 
  140.   place on the screen map or by another keyboard input.
  141.  
  142.   Keyboard  entries  may  be  performed by  using  one  of  three 
  143.   different data formats: 
  144.  
  145.   a. Geographical  coordinates  which  are a  pair  of  numerical 
  146.      values separated by a slash ("/").  The first number is  the 
  147.      geographical  latitude  and  the second  is  the  longitude. 
  148.      Geographical coordinates must be entered as decimal  numbers 
  149.      e.g.  52  degrees  30  minutes must be  entered  as  '52.5'. 
  150.      Negative  latitudes are used to describe the southern  hemi-
  151.      sphere,  a  minus-sign  in front of  longitude  indicates  a 
  152.      meridian west of Greenwich. Instead of using negative values 
  153.      the user may also indicate northern and southern  hemisphere 
  154.      by  'N' or 'S' and western or eastern longitudes by  'W'  or 
  155.      'E' identifiers respectively. Examples of valid geographical 
  156.      coordinates:        "52.41/10.2275",        "5.03n/12.987e", 
  157.      "68.3S/129.0W".
  158.  
  159.   b. Worldwide  locators  which  are  always  given  as  a   six-
  160.      character-code.   Examples   of  valid   inputs:   "JO52CJ", 
  161.      "em57xx".
  162.  
  163.   c. European   locators:   EUlocs  consist  of  at  least   five 
  164.      characters.  This system which was developed in the  sixties 
  165.      is  valid  only for the European  area.  On  some  occasions 
  166.      suffixes  are necessary to avoid ambiguous locators  because 
  167.      the same locator may occur in different parts of Europe. The 
  168.      extensions (N,  NE,  E,  SE, S, SW, W, NW which means north, 
  169.      northeast  etc.)  must  be separated by  a  blank  from  the 
  170.      original locator.  When no extension is supplied the central 
  171.      European  locator  alphabet (all the squares AA to  ZZ  from 
  172.      Spain  to  Russia) is assumed.  An extension  specifies  the 
  173.      adjacent alphabet in northern,  northeastern etc. direction. 
  174.      Examples of valid European locators  are:  "FM42F",  "hv12f" 
  175.      which  is located in Sweden,  "HV12f S" which is located  in 
  176.      the Mediterranean. The user may refer to the program QTH_LOC 
  177.      for further explanation.
  178.  
  179.   CHIRP  makes  use of a build-in interface  which  analyses  the 
  180.   user's input data.  There is no need to tell the program  which 
  181.   type of data was entered. The user will be alerted when illegal 
  182.   locations of reference  are entered. In all other cases illegal 
  183.   input is ignored.
  184.  
  185.  
  186.   5. MINIFTZ INPUT
  187.  
  188.   The  PARAMETER  menu  is  used to  pass  input  parameters  for 
  189.   MINIFTZ's purposes. The location of reference is labeled as the 
  190.   transmitter's  geographical  position while  the  second  radio 
  191.   terminal  is labeled as receiver.  In fact this distinction  is 
  192.   introduced  just  for convenience and has no  meaning  for  the 
  193.   calculation itself.  Transmitter and receiver locations may  be 
  194.   interchanged without affecting the results.
  195.  
  196.   The  transmitter POWER is entered in watts (W) and  the  trans-
  197.   mitter's ANTENNA gain is entered in decibels with respect to an 
  198.   isotropic radiator (dBi). 
  199.  
  200.   Because of ground effects real short wave antennas,  even  when 
  201.   horizontally mounted, radiate power along a line of sight which 
  202.   is tilted with respect to the horizontal. The antenna's MINimum 
  203.   ELEVATION angle is entered in degrees. 
  204.  
  205.   The  electic  field strength of the radio wave is  measured  in 
  206.   uV/m (micro volts per meter).  A threshold may be given as MIN. 
  207.   FIELD STRENGTH which is used to suppress output data if too low 
  208.   a level is found to be present.  The electric field strength is 
  209.   entered  in  decibels above 1 uV/m and should not be  mixed  up 
  210.   with  the  signal-to-noise  ratio which is  controlled  by  the 
  211.   receiver's specifications. 
  212.  
  213.   Due  to  seasonal variations in the ionosphere  the  user  must 
  214.   specify the month for which the calculation is to be performed. 
  215.   The  year  which must also be entered has no  meaning  for  the 
  216.   calculation.
  217.  
  218.   The  solar-terrestrial  relations are respected by  the  actual 
  219.   sunspot number which is published by certain bulletin services.
  220.  
  221.   Because  radio predictions have a statistical meaning the  user 
  222.   must  enter a desired percentage of time.  MINIFTZ data may  be 
  223.   calculated to be valid for 10%, 50% or 90% of time.
  224.  
  225.   MINIFTZ will calculate the diurnal variation of field  strength 
  226.   and  skip  mode  on certain frequencies which  are  of  special 
  227.   interest  to the user.  A maximum of eleven frequencies may  be 
  228.   specified by the USER DEF. FREQ. function. When HAM FREQUENCIES 
  229.   is selected MINIFTZ will analyse predefined frequency  settings 
  230.   according to the international amateur radio bands.
  231.  
  232.   All settings may be stored on diskette.  The SAVE PARMS command 
  233.   in  the OPTION menu is used to create the disk  file  CHIRP.INF 
  234.   which holds all user data.  The next time CHIRP is loaded  from 
  235.   diskette the previous settings will be again available.
  236.  
  237.  
  238.   6. MINIFTZ-OUTPUT
  239.  
  240.   The calcualtion is initiated by clicking the RUN command in the 
  241.   MINIFTZ menu.  Under certain conditions the RUN command is  not 
  242.   available  and MINIFTZ cannot be invoked.  The previous  output 
  243.   may  be  recalled to the screen by the  RECALL  DATA  function. 
  244.   Furthermore,  the  output  data  may be redirected  to  a  line 
  245.   printer when PRINTER is active. A dialog box is used to ask the 
  246.   user  whether  field strengths or modes  and  elevation  angles 
  247.   should be displayed.  The data is calculated for each hour  per 
  248.   day (1h - 24h UTC).
  249.  
  250.   The  FIELD STRENGTH tables shows the estimated  field  strength 
  251.   levels  at the user frequencies.  In addition to this  the  MUF 
  252.   (maximum  usable frequency),  the skip mode at MUF and the  FOT 
  253.   (frequency of optimum traffic) is displayed.
  254.  
  255.   The MODES AND ELEVATION ANGLES table displays which ionospheric 
  256.   hop  modes are expected at the user frequencies  in  accordence 
  257.   with  the time of day.  MUF,  field strength at MUF and FOT  is 
  258.   supplied furthermore.  The modes and elevation angles are given 
  259.   by a code which is best explained by an example:
  260.                               2F04
  261.                               //\\
  262.           two hops via F-layer    elevation 4 degrees
  263.  
  264.  
  265.   7. REFERENCES
  266.  
  267.   [1] Die Berechnung von foF2, M(3000) und  von  Vorhersagen  der 
  268.       Raumwellenfeldstaerke im Kurzwellenbereich mit Hilfe  eines 
  269.       "Home Computers"
  270.       Th. Damboldt, P. Suessmann
  271.       Kleinheubacher Berichte, Band 30, 1987
  272.       ISSN 0343-5725
  273.  
  274.   [2] A simple method of estimating foF2 and M(3000) with the aid 
  275.       of a home computer
  276.       Th. Damboldt, P. Suessmann
  277.       FTZ Darmstadt, 1988
  278.  
  279.   [3] FTZ  high-frequency  sky-wave  field  strength   prediction 
  280.       method for use on home computers
  281.       Th. Damboldt, P. Suessmann
  282.       FTZ Darmstadt, 1988
  283.  
  284.   [4] Wellenausbreitung I und II
  285.       J. Grosskopf
  286.       BI-Hochschultaschenbuecher Band 141/141a und 539/539a
  287.       Mannheim 1970
  288.  
  289.  
  290.  
  291.