home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Cream of the Crop 3 / Cream of the Crop 3.iso / comm / aprs403x.zip / README.WX < prev    next >
Text File  |  1994-03-15  |  17KB  |  261 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.  NOTE:  Since APRS dead-reckons the position of moving objects as time
  49.      progresses, the symbol on the map is presented where it SHOULD be, but
  50.      NOT where it was when first reported.  If you use the cursor to try to
  51.      hook one of these objects on the map, you must hook the little gray
  52.      circle which marks the position of the actual report, and not the
  53.      symbol itself.
  54.  
  55.  NATIONAL WEATHER SERVICE DISPLAY - KD4UYR in FLorida had written a data base
  56.      program that would parse National Weather Service hourly bulletins into
  57.      APRS compatible Backup files.  In APRS version 3.08, a ctrl-A APPEND
  58.      command was added so that these files could be loaded in without destroying
  59.      the existing P and L lists.  Now in APRS version 3.10, APRS has built-in
  60.      commands to perform this function.  See the section below on the details.
  61.  
  62.  OPERATOR MESSAGES - The Point-to-point message capability can be used
  63.      for operator to operator messages and alerts.
  64.  
  65.  COMMENTS   -  Transmitted along with each position report, there is a
  66.      short comment field which can be used to report weather conditions,
  67.      station status, intentions or other broadcast type information.
  68.  
  69.  VEHICLE TRACKING - APRS can track the movements of any mobile with a GPS or
  70.      LORAN receiver properly interfaced to a packet TNC.
  71.  
  72. SKYWARN APPLICATION:   The map display has the capability of presenting both
  73. a station's position and his course and speed.  APRS recognizes a special
  74. weather report indicator (_) so that all Wx reporting stations are highlighted
  75. in blue and the software recognizes that their course and speed indicators are
  76. for wind reporting and not for station course and speed.  Note that APRS does
  77. not recognize 000 as North, but instead recognizes 360.  A value of 000 is
  78. assumed to mean there is no wind direction available.  To date, I have not
  79. standardized on the comment field, other than for the automatic ULTIMETER-II
  80. interface.  This leaves the whole field open for a variety of Weather
  81. reporting needs in free-format so that weather reports can be tailored to the
  82. conditions at any time.  Since a manually entered WX report should retain the
  83. time that it was valid, APRS will not update the date and time of each stations
  84. position (WX) report unless the automatic ULTIMETER-II interface is operating.
  85.  
  86.     In addition to the weather data and comments on the Plist, the station
  87. Beacon Text is also available for broadcasting additional amplifying info.
  88. Any station running APRS simply calls up the LATEST display and sees the
  89. current conditions from all stations on one screen.  Similarly, he calls up
  90. the map display and sees the location of all stations and all specially
  91. reported conditions.  Any authorized station can insert the location of any
  92. special object on the map.  The location of that reported object or condition
  93. is displayed on all screens in the network.  Even non-packet voice stations
  94. making a weather report can be placed on the map (like an object) by another
  95. APRS packet operator.  His station will appear similar to any other APRS
  96. weather station, except that his report will include a marker indicating that
  97. he was manually placed on the map by another operator.  We use APRS every
  98. weekend for reporting the Chesepeake Weather and Traffic net.  Load the
  99. SKYWARN.BK file to see the APRS network during one of these nets.  Also see the
  100. new section on how to load National Weather Service reports onto your APRS map.
  101.  
  102. NATIONAL WEATHER SERVICE HOURLY BULLETINS
  103.  
  104.      KD4UYR Kevin, in Clearwater Florida wrote a database program to crunch
  105. the NWS hourly weather bulletins into APRS compatible BACKUP files.  He could
  106. then load them into APRS for display on the map.  In version 3.10, I have added
  107. this feature to APRS.  The shift-F6 command will search the NWSposns.DAT file
  108. for all NWS stations within the boundaries of the current APRS map display.
  109. If the map is larger than 256 miles, then only a radius out to 250 miles is
  110. selected to prevent overloading the L and P lists.  Similarly a minimum radius
  111. of 32 miles is also used to be sure that at least one NWS station is found.
  112. The database only had NWS locations to the nearest whole minute, so the
  113. positions are only accurate to the nearest mile or so.  This process is my easy
  114. way of selecting the stations that you want  to display.
  115.  
  116.      The alt-N command is the command for loading the NWS data if available.
  117. This command will ask you for the name and path to a text file containing the
  118. downloaded NWS hourly reports.  This file can be obtained from most of the
  119. commercial data servers or various BBS's.  Do not ask me where to find them...
  120. The real WX nuts out there seem to have no trouble finding them, but in most
  121. cases it is a pay as you go service...  APRS will then scan through the NWS
  122. bulletin file looking for each station that you have on your APRS P-LIST.  If
  123. it finds a matching NWS bulletin, it will parse out the Wind speed/direction,
  124. the temperature and dew point and the barometric pressure and place these on
  125. the P-list.  THen it will take the remainder of the report and place it in the
  126. L-list so that you can see the raw data which includes other notes about cloud
  127. cover and special conditions.  In both cases, the time of the entry in the P
  128. and L-list will be the time of the NWS report (in local time).  The date is
  129. assumed to be the current date.
  130.  
  131.      Unfortunately, these reports were designed for human reading and are also
  132. generated by hand at all the NWS sites.  There are frequently errors or in-
  133. properly formatted reports.  By looking at the L-List, most of these errors
  134. can be detected.  If APRS can not make sense out of the report, it indicates
  135. with the words "garbled report" on the P-list.  Once you have the display you
  136. like, you can select stations on the P-list for uplink to the net as desired.
  137. Since it is easy to generate lots of data and packets in this manner, I hope
  138. that stations will be considerate and not overload the channel.  Once everyone
  139. on the net sees the reports, the uplinking station should consider Quitting to
  140. uplink in order to reduce QRM.  Once the uplinked reports are no longer valid,
  141. the uplinking station should KILL them which will kill them from everyones
  142. display (they will still be on everyone's P-list, however, for subsequent
  143. display using the SHOW command).  Remember that KILL just marks them for
  144. NOT displaying so once you KILL them, you need to continue UPLINKING the KILL
  145. status for several beacon periods to be sure you killed everyone's version
  146. that is on the net.
  147.  
  148. DEMONSTRATION:  To get an idea of how APRS works in a SKYWARN or other weather
  149. reporting environment, load the backup file SKYWARN.BK using the ctrl-L
  150. command.  The stations would normally be bright blue, but all stations fade
  151. to gray if they have not been heard from in over 2 hours.  Use the P command
  152. to pull up the position/weather reports and notice the format for the station
  153. W3ADO.  That station is reporting the wind and temperature automatically
  154. using the optional ULTIMETER-II interface.  To demonstrate the NWS capability,
  155. center your map on FLorida at the 128 mile range and hit SHIFT-F6.  Once all
  156. the NWS stations appear on the map, then hit ALT-N to load the sample NWS data
  157. file provided by KD4UYR.  Look at the P and L-lists to see what is going on...
  158.  
  159. ULTIMETER-II INTERFACE:  To permit automatic weather station reporting, APRS
  160. includes an optional serial interface to the ULTIMETER-II home weather station.
  161. (I would be happy to develop one for the DAVIS instruments, but they consider
  162. their data formats to be propriatary and will not share).  The optional APRS
  163. WX routine is activated by a separate validation number ($9).  Once activated,
  164. APRS accepts the serial data output of the ULTIMETER-II and puts the
  165. information in your stations position/weather packet automatically for
  166. unattended weather reporting.  (If you have a different home weather station
  167. that has a serial data output, and can convince me that it is worth the effort
  168. and widespread in the HAM community, let me know.) The rain report from the
  169. ULTIMETER-II is an accumulated value since the device was last cleared.  In
  170. APRS version 4.02, the count is zeroed every hour, so that the rain field
  171. as transmitted is the report for the last hour.  The total accumulation has
  172. a separate field labeled /PXXX for total precipitation.  Therefore, I had
  173. to rename the Barometric pressure field to be /BXXX vice /PXXX.  In order for
  174. this total accumulation value to have any meaning, all stations in an area
  175. need to agree on when this counter is reset in all U-II's in the net.  The
  176. format we are now using looks something like this:
  177.  
  178.    .../LAT/LONG/CSE/SPD/Txxx/Dxxx/Rxxx/Pxxx/Bxxx/free text comments...(auto)
  179.  
  180.    Where  CSE and SPD show the wind conditions
  181.           /T and /D are temperature and DewPoint
  182.           /R and /P are Rain per hour (hundredths) and total Accumulation
  183.           /B is in millebars (ignoring the 4th character)
  184.           (auto) means it is an automatic and therefore current report
  185.         
  186. With the interface enabled, the normal APRS decaying of position/wx reports is disabled
  187. and all weather/position reports are transmitted every 10 minutes.  This gives
  188. 6 reports per hour for continuity.  Of course, a WX/position report will be
  189. transmitted by the APRS station at anytime, in response to an APRS query;
  190. either an ALL NET Query (ctrl-Q), or a Wx only query (^W), or a one station
  191. Query (by sending ?APRS in a message).
  192.  
  193. SERIAL INTERFACE CABLE:  Peet Bros sells a serial interface cable with a DB-25
  194. connector to RJ-11.  (Note, all of my computers use a DB-9 connector for the
  195. serial port so the DB-25 is of marginal utility for most modern computers).
  196. Since the ULTIMETER-II has no negative supply, a 5 K pulldown resistor is
  197. added to the DB-25 connector between Pins 2 and 3.  This uses the -5 or -12
  198. volts on the TXD line to bias the RXD line.  When I plugged in a standard phone
  199. line connector to the ULTIMETER-II serial data output (unmarked connector on
  200. their junction box, or side of the Display unit), I found the data output on
  201. the green and black wire of the RJ-11.  Black is data ground, and green was
  202. RXD.  I do not know if the wire colors are standard but they would be either
  203. 1 and 3, or 2 and 4 depending on which side is up, and the ground is the one
  204. at the end.  The Peet Bros cable includes transient protection and RF filtering
  205. to protect your computer as well as the bias resistor.  Remember, the
  206. annemometer is like an antenna, high in the air.  It can radiate RFI and take
  207. lightening charges...
  208.  
  209. REMOTE SENSORS:  Another advantage of the APRS system is the ability to
  210. display information from remote environmental sensors.  We gave up building
  211. our own sensors and are hoping to use the ULTIMETER-II home weather station
  212. as an add on to all remote APRS digipeaters (without a PC).  Unfortunately,
  213. however, we have not come up with a way to only transmit the data once every
  214. 10 minutes without having another microporcessor to parse the serial stream
  215. from the ULTIMETER-II and only send it to the TNC once every 10 minutes
  216. instead of the once every 5 seconds.  A simple edge triggered timing circuit
  217. will not work because each 15 character record is often interrupted, even
  218. between characters with significant time delays so that a simple once every
  219. 10 minute timer circuit is not suitable.   (NOTE!  PEET Bros is working on a
  220. standalone version of the ULTIMETER-II which can be configured to output its
  221. WX conditions once every 10 minutes.  This can then be directly connected to
  222. a TNC for remote transmission of WX conditions.  When this modified U-II is
  223. available, the WX data will go out as a UI frame and APRS will grab it and
  224. display it.  The position data will be stored in the TNC BText.  These
  225. stations will appear on the map in Blue and their reports will be visible
  226. using the LATEST display just like for the home stations.  It is planned to
  227. place an ULTIMETER-II node at the location of every WIDE area digipeater used
  228. in the APRS system.  Currently weather nodes are under construction in Maryland
  229. at Point Lookout in the south, Patuxent Naval Air Station, Chesapeake Beach
  230. division of NRL, Annapolis, Baltimore, and NorthEast.  These sites will not
  231. only provide automatic weather reporting capabilities all along the Chesapeake
  232. Bay area, but will also form the backbone network for reporting the movement
  233. of radio amateur's boats with GPS and LORAN.  Load the SKYWARN.BK file.
  234.  
  235. DATA LOGGING:  In APRS version 3.07, I have modified the POSITION FILTER
  236. command so that it can be used to log weather data.  The position filter is
  237. normally on, and it causes APRS to NOT save duplicate position reports that
  238. are within 80 yards of a previous report.  When this filter is toggled OFF,
  239. it reduces this filter range to 10 yards AND enables all WXstation logging.
  240. In this mode, all WEATHER station reports are saved in a track history file.
  241. All over-the-air reports are only received once every 10 minutes, but your own
  242. report will be saved at the rate set by the Set-Pos-Rate command (alt-S).  Note
  243. that this did not work for your own station until version 3.10.
  244.  
  245. FINAL NOTES:  Since the WXstation option is always updating your outgoing
  246. position report, this makes it impossible for a WX station to report a beam
  247. heading during a Direction Finding evolution.  As of version 2.12, if you use
  248. the ctrl-B command to enter a beam heading on a Fox or Jammer, then your WX
  249. station is disabled.  To restore your WX station, restart the program.
  250.  
  251. $$$  The ULTIMETER-II is available from PEET Bros 1-800-USA-PEET (872-7338)
  252.      for $179 plus $20 for their Serial interface cable and $60 for the
  253.      optional rain guage (self emptying, reads in 0.1 inches) plus shipping
  254.      of $8.25.  (For APRS, you don't need their $40 software but it is a good
  255.      package for doing the usual home WX logging and analysis)  See adds in
  256.      QST, CQ, Popular Mechanics, etc...
  257.  
  258. $    The optional APRS interface routine for the ULTIMETER-II is available from
  259.      the author for $9 and may be ordered with APRS or as an option later.
  260.  
  261.