home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Cream of the Crop 3 / Cream of the Crop 3.iso / comm / aprs403x.zip / README.APR < prev    next >
Text File  |  1994-01-19  |  19KB  |  301 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's the fire?  Whats the Weather at various points in the County?  Where
  20. are the power lines down?  Where is the flood?  Where is the head of the
  21. parade?  Where are the VIP's?  Where is the mobile ATV camera?  Where are the
  22. mobiles?  Where is the hurricane?  Included on the distribution disk are
  23. several README text files on specific applications of APRS such as for weather
  24. nets, direction finding, plotting satellite contacts, and so forth.  APRS
  25. accomplishes the real-time display of operational traffic via UI frame
  26. broadcasts and map displays.  There are three major display subsystems and a
  27. number of other minor displays as follows:
  28.  
  29.      LATEST BEACONS - This display maintains a list of the latest UI frame
  30. received from each station.  In effect, this is a multi-station one-line
  31. broadcast message system.  Since the lines contain the LATEST time of receipt,
  32. this display shows if a station is still on line within the last few 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 show the latest time of receiving a given position report and give an
  37. indication of the latency in the network over unreliable paths such as HF.
  38. They also contain Beam Heading for Direction Finding, and Weather conditions
  39. for weather reporting stations.
  40.  
  41.      MAPS - Maps to any scale from .5 miles up to 2000 miles can be
  42. displayed. Stations are instantly displayed when they transmit a properly
  43. formatted position beacon.  Stations with a reported course and speed are
  44. automatically dead-reckoned to their present position.  A complete database
  45. of all the National Weather Service stations is built in.  You can center the
  46. map anywhere in the world.
  47.  
  48.      MESSAGES -  In addition to the BEACON text which is used to broadcast
  49. information to all other stations on the net, there is an operator-to-operator
  50. message capability.  Any station can send one line messages to any other
  51. station.  On receipt, the messages are acknowledged and displayed on the
  52. bottom of the receiving stations screen until the operator hits the K key to
  53. kill them.  These messages are ideal for station-to-station comms while
  54. remaining within the APRS environment.  However, they are not as effecient as
  55. the connected protocol, and should not be used routinely for Rag-Chewing on
  56. a busy APRS net.  To rapidly exchange text, got to Ctrl-T Talk mode and
  57. connect to the guy.
  58.  
  59.      READ MAIL - This screen shows the last 23 lines of messages exchanged
  60. by any stations on the net.  Is useful for "READING THE MAIL".
  61.  
  62.      ALL TRAFFIC LOG - This display is a time sequenced log of every new
  63. beacon or one line message sent.  Beacons are logged the first time they are
  64. received.  This is in contrast to the LATEST display which shows the most
  65. recent time of receipt of a beacon text.
  66.  
  67.      WHEN-HEARD - This display maintains a count of the total number of
  68. transmissions from each station per hour.  These statistics are ideal for
  69. displaying the connectivity of the network over varying paths, such as HF, or
  70. to see when stations enter and leave the net.
  71.  
  72.      DIGIPEATER LIST - This display displays the full raw packet header so that
  73. APRS users can see what digipeater paths are being used by other stations.
  74. The proper use of digipeaters is important in an APRS network.
  75.  
  76. STATION TRACKING.  Although APRS automatically tracks mobile packet stations
  77. interfaced to GPS or LORAN navigation, the graphic capability of the maps works
  78. perfectly well with manual tracking or with GridSquares.  Any station on HF or
  79. VHF that includes his GridSquare in brackets as the first text in his beacon
  80. text will be plotted by APRS.  Additionally, any station can place an
  81. object on his map including himself and within seconds that object appears on
  82. all other station displays. In the example of a parade, as each checkpoint with
  83. packet comes on line, its position is instantly displayed to all in the net.
  84. Whenever a station moves, he just updates his position on his map and that
  85. movement is transmitted to all other stations.  To track other event assets,
  86. only one packet operator needs to monitor voice traffic to hear where things
  87. are.  As he maintains the positions and movements of all assets on his screen,
  88. all other displays running APRS software display the same displays.  With
  89. version 3.04, there is a Tracking command on the P display that will cause APRS
  90. to keep the map display always centered on a seslected object.
  91.  
  92. GRID SQUARES:  As of version 2.05, APRS now also plots stations by gridsquares.
  93. Since four-digit grid squares only locate a station to the nearest 60 miles
  94. or so, and six-digit gridsquares only specify stations to the nearest 3 miles
  95. or so, APRS will not display stations reported via gridsquares on map ranges
  96. less than 128 and 8 miles respectively.  Stations reported by grid squares
  97. will each be assigned an exact LAT/LON which is offset from the center of the
  98. grid acording to an algorithm based on the letters of their callsigns.  This
  99. prevents all stations in the same grid square from all being displayed on one
  100. spot in the center and spreads them out in the grid.  The resulting POSIT in
  101. the POSITION list is annotated to indicate that the position is approximate.
  102. Another advantage of GridSquare reporting in APRS is that it allows cautious
  103. people to participate in APRS without revealing their exact location.
  104.  
  105. USING DUMB TERMINALS IN AN APRS NETWORK:  The simplicity and usefulness
  106. of this geographic capability cannot be over stressed.  Stations running APRS
  107. simply move the cursor to where they think they are on the screen and their
  108. LAT/LONG coordinates are automatically transmitted to all other stations.
  109. Even the simplest of portable packet stations with dumb terminals can report
  110. their positions if a pre-printed map is made available to all net
  111. participants which has a LAT/LONG grid reference.  The portable station just
  112. looks at the map and enters his LAT/LONG into his beacon text.  Using the
  113. same map, he can plot with pins the location of all other stations as he sees
  114. their position reports go by.  Beginning with version 2.05, APRS also plots
  115. station positions based on Grid Squares.  Eventually, we hope that all stations,
  116. no matter how they are using their TNC, will include their LAT/LONG or Grid
  117. Square in their Beacon Text so that their location is immediately available.
  118. See the file README.DUM for details on APRS formats and help in using dumb
  119. terminals in an APRS network.
  120.  
  121. SPACE APPLICATIONS:  APRS could be a solution to the effective use of orbiting
  122. terrestrial style packet radio digipeaters in space such as on the Shuttle, MIR,
  123. AO-21 and ARSENE.  The problem with space digipeaters is the saturation on the
  124. uplink channel which makes the use of a normal CONNECTED protocol impractical.
  125. For a CONNECTED contact, a total of five successive and successful packet
  126. transmissions are required.  Not only does APRS reduce this to one packet, but
  127. it also capitalizes on the most fascinating aspect of the amateur radio hobby,
  128. and that is the display on a map of the location of those stations.  If all
  129. stations were encouraged to simply insert their LAT/LONG or Grid Square as the
  130. first characters of their beacon text, everyone within the satellite footprint
  131. would see the location of every successful uplink.  Since the shuttle is a
  132. rapidly moving object, the locations of successful uplink stations will move
  133. progressively along the ground track.  All it would take to implement this
  134. capability is a single AMSAT news bulletin to ask all stations to insert their
  135. POSITS in their beacon text.  No changes onboard the shuttle or MIR would be
  136. required.  See README.SAT for further details.
  137.  
  138. FOX HUNTING OR DIRECTION FINDING:  APRS is an excellent tool for plotting the
  139. location of a hidden transmitter, balloon, or interfering signal.  The  X
  140. command (cross fiX) has been added to permit displaying the intersection of
  141. bearing lines from a number of reporting stations.  To use APRS in this manner,
  142. each station having a bearing report on the direction of the target, simply
  143. enters that bearing using the ctrl-B command.  His station will then not only
  144. report his location, but also a line of bearing.  All stations running APRS
  145. can simply hit the X key to display the intersection of these bearing lines.
  146. Further, if a DF vehicle has a GPS or LORAN-C device on board, he can be
  147. tracked and directed right to the location of the target.  As of APRS version
  148. 3.00, there is an optional Dopler DF interface for automatically plotting and
  149. transmitting instantaneous DF bearings.  Please note that APRS uses 360 degrees
  150. for North and 000 to indicate that no direction information is available.  For
  151. more info on direction finding with APRS, see the README.DF file.
  152.  
  153. WEATHER STATION REPORTING:  APRS position reports can also include the wind
  154. speed and direction, as well as other important weather conditions.  As of
  155. version 2.07, APRS supports an optional serial interface to the ULTIMETER-II
  156. home weather station.  With this interface, your station includes WX conditions
  157. in your position report for display at all other stations in the network.  All
  158. weather stations show up as a bright blue circle, with a line indicating wind
  159. speed and direction.  Remember that APRS uses 360 degrees for North and uses
  160. 000 to indicate that no wind direction is available.  Each of these stations
  161. can be highlighted in turn with a single key stroke, so that all WX reports
  162. across the state can be had at a glance.  See README.WX for more information.
  163. In version 3.10, APRS adds a database of the locations of all the NWS sites in
  164. the USA for instant display.  APRS can also crunch a file of NWS hourly WX
  165. conditions and update all NWS stations on the map.
  166.  
  167. PROTOCOL - Since the objective of APRS is the rapid dissemmination of real-time
  168. information using packet UI frames, a fundamental precept is that old
  169. information is less important than new information.  All beacons, position
  170. reports, messages and display graphics are redundantly transmitted but at a
  171. longer and longer repition rate.  Each new beacon is transmitted immediately,
  172. then 20 seconds later.  After every transmission, the period is doubled.  After
  173. ten minutes only six packets have been transmitted.  After an hour this results
  174. in only 3 more beacons; and only 3 more for the rest of the day!  All trans-
  175. missions cease if the CTRL-X command is used.  But a transmission can be forced
  176. at any time by hitting the T key.  In version 2.13, the initial start up
  177. beacons and position reports are started at a ten minute interval in order
  178. to reduce QRM, since these beacons usually do not contain any new information.
  179. Once changed, of course, they will be handled as any new information and sent
  180. frequently for the first few minutes.  For details on the APRS raw packet
  181. formats see the README.DUM file.
  182.  
  183. COMMANDS:   In most cases the keyboard is always active.  There is a mneumonic
  184. relationship between all functions and the appropriate key.  For this reason,
  185. the PC function keys are avoided.  (APRS processing of packets on the air is
  186. continuous EXCEPT while waiting for the user response to a prompt.  These
  187. prompts are surrounded with a blue box).  The most useful commands are:
  188.  
  189.   Space Key           - Display map and all station locations
  190.   H - Help            - Two alternating pages of help
  191.   V - Validation      - Information on registering and Validating your copy
  192.   L - Latest beacons  - Displays the latest BText from each station
  193.   P - Positions       - Displays a list of all stations reporting positions
  194.   C - Controls        - Display a one line status of all control states
  195.   W - When heard      - Displays the number of beacons per hour per station
  196.   R - Read Mail       - Displays the last 23 lines of messages between stns
  197.   D - Digis Used      - Displays the digipeater paths being used by others
  198.   S - Send            - Send a directed message to a station
  199.   Alt-F   Features    - Cities, Leaders, Tags, Roads or waterways on/off
  200.   Ctrl-L  Load file   - Loads a previously saved file and screen location
  201.   Ctrl-S  Save file   - Saves all positions and Beacons for later restart
  202.   alt-R   Replay      - Replay the recent movements of stations in memory
  203.                         or replay a track history file
  204.   Ctrl-V  Via digi    - Used to change your VIA path for outgoing packets
  205.  
  206. DEMONSTRATION FILE:  To see how the APRS system works on an ordinary packet
  207. traffic frequency, use ctrl-L to load the file called FREQ505.BK.  This file
  208. contains all the local stations on 145.05 MHz in our area.  To see the tracking
  209. of the GPS equiped Army/Navy game football run, load the file named FBALL.BK
  210. and replay the file named FBALL.HST and select to see only FBALL, or CHASE1.
  211. To see the marathon event we just completed, load MARTHON.BK and replay the
  212. MARTHON.HST file.  See Details in README.1st.
  213.  
  214. HOOKING STATIONS:  The yellow circular cursor can be moved to select any
  215. station in the system using the arrow keys.  On the MAP display move the
  216. cursor near any station symbol.  Then hit the RETURN key to "hook" the
  217. station.  Detail information on that station will be displayed in the upper
  218. left hand corner.  Alternatively, use the gray + and - keys to step through
  219. each station one by one.  You may also use the cursor on the P-list to hook
  220. a station or object.  Once hooked, several functions may be performed:
  221.  
  222.      1.  LIST BEACONS - hitting the L key will list all beacons from that
  223.      station currently in memory.
  224.  
  225.      2.  MOVE - performed by moving the cursor to the desired new location
  226.      and pressing the Insert key.  You are then prompted to enter in a new
  227.      course, speed, comments or time as needed.
  228.  
  229.      3.  DELETE - performed by hitting the Del key.  Removes the station
  230.      from the position file.
  231.  
  232.      4.  UPLINK - transmit the object to all other stations on the net
  233.  
  234.      5.  QUIT - quit uplinking the object to the net.
  235.  
  236.      6.  KILL - kill the object from all displays in the network
  237.  
  238.      7.  ALARM - you can set an alarm on a station which will alert you if that
  239.      station ever moves its position.
  240.  
  241.      8.  TRACK - will cause APRS to always center display on selected station
  242.  
  243. The hook function also works on the LATEST and POSITION display lists by
  244. using the up/down arrow keys.  If a position exists, you are given the
  245. opportunity to display the map screen with that station centered on the
  246. display.  This is useful for finding a station which is far off the currently
  247. displayed map range.  If a position does not exist, you are given the
  248. opportunity to create one.
  249.  
  250. REPLAY:  Since all beacons and position reports are retained, the alt-R key
  251. may be used to replay the positions of a moving station.  The replay is
  252. performed either from active memory, or from historical files.  HISTORY files
  253. are automatically saved whenever the memory is full.  Use the C command to
  254. toggle on and off the display of callsigns, and use the R command to Re-center
  255. the map display if the mobile station moves off the screen.  During replay,
  256. use these single key commands:
  257.  
  258.       C    - CALLsigns on/off
  259.       HOME - Homes map to presently displayed station
  260.       F    - Faster.  Speeds up playback
  261.       P    - Pause
  262.       S    - Slow.  Slows down playback
  263.       Q    - Quit playback.
  264.       PgUp/PgDn - Zoom in and out
  265.  
  266.  
  267. FILES:  There are several files used by the system:
  268.  
  269.   MAPLIST .map - Contains a list of all map files to be used and also the
  270.                  default LAT/LONG, Range and GMT offset for your location
  271.   USA     .map - large scale map of the USA
  272.   SSxxxxxx.map - Maps of any area to any scale.  Usually the first 2 chars
  273.                  indicate the state.  APRS can only handle 60 maps.
  274.   TKxxxxxx.HST - Track history.  The day and time that the file was saved
  275.                  is indicated by the x's. If the file contains an interesting
  276.                  trip or station movement for later replay, the file should
  277.                  be renamed using DOS to a more descriptive *.HST file
  278.   BACKUP  .BK  - Automatic backup of system every time program is quit.  This
  279.                  file is overwritten every time the program is quit.  The
  280.                  alt-L command will reload this file with one key stroke.
  281.   BKxxxxxx.BK  - Backup file of the latest beacons and POSITS heard created
  282.                  whenever Ctrl-S save is commanded.  Usually used to save a
  283.                  file backup of a special event or situation.
  284.   BLxxxxxx.LOG - Log of all new beacons received in chronological order of
  285.                  first receipt.  A good log of text used during an event.
  286.  
  287.  
  288. CHESSBOARD:  To demonstrate the flexibility of APRS in reporting the movement
  289. of objects on screens in a net, I have drawn a chessboard map in the center
  290. of the Gulf of Mexico.  Any two stations can play chess easily using APRS by
  291. placing pieces on the map using the alt-A key and updating their positions
  292. using the cursor and INSert keys!  As a start, I have already loaded all the
  293. pieces and saved them in CHESS.BK.  To move a piece, first enable it for
  294. uplinking using the X key on the P screen.  Then move the cursor and hit the
  295. INSert key.  So once the other station sees you move, it is a good idea to
  296. Quit the uplinking of that piece using the Q key on the P-list to minimize
  297. channel traffic.  Monitoring stations that have also loaded the CHESS.BK file
  298. will see the game progress too!  You should consider going to an unused
  299. frequency so as not to clutter an active APRS net.
  300.  
  301.