home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Overload Trio 2 / Shareware Overload Trio Volume 2 (Chestnut CD-ROM).ISO / dir24 / aprs308.zip / README.GPS < prev    next >
Text File  |  1993-12-04  |  35KB  |  531 lines

  1.  
  2.                     GPS or LORAN INTERFACED TO APRS
  3.  
  4.     This file has evolved radically as this APRS project has developed.  We
  5. first began doing Packet Radio tracking of GPS units when the Magellan GPS
  6. circuit card became available for $445 in September 92 (down from over $1000).
  7. Later the Motorola GPS card came down to the same price range, and these two
  8. devices were the only ones that we could find that were cheap AND which had
  9. USER programmability so that they could be set up to operate stand-alone with
  10. only a TNC and radio as a tracking device.  Several HAMS began to build these
  11. autonomous tracking devices.
  12.  
  13.     Next, in version 2.0, I added an optional GPS serial interface to APRS so
  14. that a laptop user could see himself tracked on the map.  Since I could
  15. put my own parsing and timing routines in APRS, this interface did not require
  16. any unique programming of the GPS device and so it was compatible with ANY GPS
  17. or LORAN device using the NMEA-0183 interface.  In version 3.05 this capability
  18. was enhanced for single port laptops to permit simultaneous operation of the
  19. GPS and TNC on the same serial port.  See Single Port Mode (SPM) below.
  20.  
  21.     Next, PACCOM added a universal GPS interface into all of its product line
  22. of TNC's.  This capability reversed the previous situation, by now permitting
  23. ANY GPS to be used with only PACCOM TNC's instead of ONLY MAGELLAN/MOTOROLA
  24. GPS units with ANY TNC.  Due to a small difference in PACCOMM's implementation,
  25. APRS was not compatible with PACCOMM TNC's until APRS version 3.02.  It seems
  26. that Howie Goldstein, who writes the software for many TAPR-2 Clone TNC's is
  27. considering improving this situation by adding code to the TNC that will
  28. permit ANY TNC to work with ANY GPS/LORAN.  After Howie writes this code, we
  29. do not know how long it will take before it is available through the TAPR-2
  30. clone manufacturers (PACCOMM, DRSI, MFJ, etc).
  31.  
  32.     Finally, just this weekend I visited the boat store and found that the
  33. typical hand-held GPS is now selling below $500!  This means two things:
  34. First, it is hard now to choose between a $500 circuit card GPS, which you can
  35. program to work with ANY TNC, or a complete hand-held unit WITH display for
  36. the same price (but only compatible with PACCOM and no course and speed);
  37. Secondly, this means that the price of the circuit card will drop below $300
  38. by April 94!
  39.  
  40.     To respond to this evolving technology, as of version 2.12+, this file
  41. began to contain three major subsections.  The first describes the new PACCOM
  42. direct TNC interface.  Second is the direct APRS software interface of GPS to
  43. your PC, and third is the direct TNC/GPS interface for building stand alone
  44. GPS trackers using the MAGELLAN and Motorola OEM cards.
  45.  
  46. PACCOM GPS INTERFACE:  All PACCOM TNC's with firmware 3.1 or later have a GPS
  47. ON command which allows you to hook up ANY NMEA-0183 GPS device to the serial
  48. port and the GGA position report will automatically be inserted into your
  49. BEACON text (after stripping off the $GPGGA header.  Thats why APRS did not
  50. recognize this stripped down GGA data until version 3.02).  You then set your
  51. beacon period and away you go!  This obviates almost the entire remainder of
  52. this file, since  1) You will NOT need a special GPS card,  2) you will not
  53. need modified TNC code.  HOWEVER, since it only sends the GGA sentence, you
  54. will only get position, NOT course and speed.  PACCOMM found another bug in
  55. APRS that would not work with GPS devices outputting three decimal points of
  56. precision in the LAT/LONG fields.  This was fixed in APRS version 3.04.
  57. Please read the section below on NMEA interfacing.
  58.  
  59.     We would prefer that PACCOM and other TNC's considering this option to
  60. place the GPS fix in something other than BText.  For future universal
  61. applications, I am suggesting a new UI frame called LOCATION TEXT.  This LText
  62. is just like a Beacon Text, except it is a separate entity with its own
  63. timing.  Then you would also have an L E N command for setting how often you
  64. want the LText to be transmitted (default is 1 hour).  By placing position
  65. reports in the LText, this would keep the BText free for other applications.
  66. (particularly, for announcing what your mobile is doing, and what symbol to
  67. use, etc....)  This maintains the same distincton between BTEXT and POSITS that
  68. APRS already handles easily.  Similaraly, an LText command would allow you to
  69. manually enter your LAT/LONG or grid square in your TNC, even without a GPS,
  70. so that all TNC's in all networks will send their locations periodically.  The
  71. LText should be a free text format so that it is compatible with any
  72. future specific formats (currently APRS parses GGA, RMC, VTG, APRS L/L, now
  73. PACCOMM and grid squares and a future 8 character compressed L/L format) and
  74. there will probably be others too.
  75.  
  76.     The minimum L period (L E 1) 1 should result in once every 10 seconds if
  77. raw GPS reports are being automatically inserted (like PACCOMM).  But should
  78. be 1 minute for manual entries.  Further, an LText UI frame should be sent out
  79. everytime a new manual entry is made.  This is so that a new location report is
  80. immediately transmitted.  The best implementation for MANUAL LTexts, (and for
  81. BTexts as well) is to use the APRS timing algorithms.  This could be called the
  82. DECAY option.  The TNC would have an L D N or B D N option.  The D stands for
  83. DECAY and the N is the final beacon period.  With the DECAY option, each new
  84. manual entry of BText or LText will force a UI frame immediately, 15 sec later,
  85. 30 after that, 60 after that, 2 mins, then 4 mins, then 8 mins and so on to N
  86. minutes, and stay at N minutes forever.  This way, new UI information is
  87. transmitted immediately to all stations on the net, but old beacons soon fade
  88. away.  With this algorithm, I would expect the minimum value of N for the
  89. DECAY option would be 1 minute, but a default value of 60 would be appropriate.
  90. This way, stations that have unchanging information only beacon once an hour.
  91. One other addition to complete the APRS philosophy, is to have the TNC respond
  92. with both its LText and BText randomly within one minute of seeing an APRS
  93. query (UI frame to the address of APRS with text = ?APRS?)  This way, stations
  94. could drop back to a decayed beacon rate of once every 4 hours or so, but still
  95. would pop up on an APRS map if requested.
  96.  
  97.  
  98. DIRECT APRS GPS/LORAN INTERFACE OPTION:  As of version 2.0, APRS contains an
  99. optional ($9) NMEA-0183 software routine that parses the output of any standard
  100. GPS/LORAN device plugged directly (almost) into a serial port of your APRS
  101. computer.  APRS will not only plot the position of the attached station and its
  102. movements, but will also transmit those position reports into the APRS net.
  103. This feature was added by popular demand from all the James Bond guys out there
  104. that wanted to see themselves driving around on their laptop.  In version 3.04
  105. I improved on this option by adding a moving map display (select TRACK on the
  106. P-list) to keep your mobile always on the map.  The problem with most Laptops,
  107. however, is the availability of only one external serial port, so you probably
  108. have to give up the APRS packet position reporting if you want to see yourself.
  109. One advantage of this mode of operation, though is that it gives you something
  110. to play with if you already have a GPS and no one to play with on APRS yet.  It
  111. is also ideal for boats and RV's that have room for a full size PC with two
  112. serial ports.  With version 2.00 and later there are four possible operational
  113. configurations:
  114.  
  115.  
  116.      TNC only  - 1 Serial - Normal APRS for tracking other stations
  117.      TNC/GPS   - 2 Serial - Normal APRS but your position update is automatic
  118.      GPS only  - 1 Serial - Tracking yourself (no other stations appear)
  119.      TNC/GPS   - 1 Serial - Possible only with programmable MAGELLAN and
  120.                             Motorola cards (see Single Port Mode below)
  121.  
  122. NMEA INTERFACING NOTES:  Operation of a GPS with the optional $9 APRS software
  123. routine is automatic.  But first you must interface the NMEA output of your GPS
  124. or LORAN to your RS-232 input.  NOTE that NMEA and RS-232 are not exactly
  125. compatible.  The NMEA specification is actually EIA-422, which means an
  126. isolated differential receive circuit is recommended.  An opto-isolator is the
  127. receommended interface to RS-232.  But it should also work by simply connecting
  128. the NMEA pin A to RXD and pin B to ground.  Both standards are the same sense,
  129. with NMEA a 0 and +5 volt signal, and RS-232 a + and - 3 volt signal.  The
  130. direct connection may not work with many serial interfaces without a - voltage
  131. pulldown resistor.  Often a 5k resistor tied to your unused TXD data line will
  132. suffice to provide the - voltage.  Do NOT connect the APRS serial output to
  133. the NMEA input, since APRS does not send anything to the NMEA device.  N6LGC
  134. in California reports that the TRAXAR GPS devices will lock up solid if you
  135. connect anything to the NMEA input!   You must then remove the battery and do
  136. a hard reset to get it back!  Of course, if you are using one of the program-
  137. mable GPS devices (Motorola/Magellan), then you WILL make this connection.
  138. Next, set your serial port to the NMEA-0183 baudrate.   APRS scans the
  139. interface data looking for a GLL/GGA/RMC and VTG data format to extract
  140. position information.  The data on the NMEA interface is continuous and
  141. refreshed every second.  (If you have been using a Magellan or a Motorola and
  142. have programmed a very slow data period, you may want to reset this to a more
  143. normal few second rate.)  In order not to saturate an APRS net or to overload
  144. your disk storage or to slow down your other APRS keyboard processing, APRS
  145. only samples the data at slower rate.  This is called the REFRESH rate and is
  146. set during intitialization of APRS for GPS or by using the alt-S command.  This
  147. period determines how often your screen is updated from your own GPS.  Usually
  148. this is still too rapid for transmitting at 1200 baud on a shared packet
  149. channel, so APRS also has another period called PACKET PERIOD which is usually
  150. set for 1 to 10 minutes.  We have found that 30 seconds updates are OK for
  151. special events when there are only one or two mobile APRS stations.  As more
  152. and more stations go mobile with GPS/APRS, 1 minute or 2 minute updates are
  153. more appropriate.  To further reduce channel loading, APRS will decay the
  154. period when the station is not moving.
  155.  
  156. APRS OPTIONAL NMEA-0183 INTERFACE:  The optional COMM port routines to APRS
  157. for direct connection of any NMEA-0183 device (GPS or LORAN), is available to
  158. registered APRS users from the author for $9.  It can be purchased at the time
  159. of registration or as an option later on.
  160.  
  161. NOTE:  A version of APRS is available that is plug compatible with the MAGNAVOX
  162. 1105 SATNAV system.  This is a 1970's vintage TRANSIT SATNAV system which has
  163. both LORAN and SATNAV integrated together in the same box.  This unit is found
  164. on many US NAVY ships.  It sends position updates in a very verbose protocol
  165. once every minute.  This is the system used on the Naval Academy boats.  If
  166. you have use for this module, please contact me.
  167.  
  168.  
  169. NOTES ON MOBILE GPS OPERATION:  After over a year of operating GPS mobile, for
  170. other to track me, I finally borrowed an old 8088 Laptop and went James Bond
  171. mobile to the inlaws over Thanksgiving 93.  It worked beautifully.  I actually
  172. never thought it would be anything more than a toy, but when you are stuck in
  173. holiday weekend traffic for hours, and you are on an unfamiliar interstate,
  174. crawling at 10 MPH or less, with no signs in sight, there is nothing that will
  175. tell you where you are other than GPS!  LESSONS LEARNED!  1) we were 5 miles
  176. out when I finally got everything going and then had to turn around and drive
  177. back home to get my GPS Validation number!!!  Write it down!  2) Recommend
  178. making a trimmed down disk with only the maps you will need on the disk.
  179. 3) when you QUIT APRS, your TRACK HISTORY is NOT saved UNLESS you sepcify a
  180. file name OTHER than BACKUP.BK (or do a ctrl-S save).  4) In version 3.04 you
  181. could select TRACK mode for any station so that APRS would recenter the map if
  182. that station moves to the edge of the screen.  I have now improved this moving
  183. map display so that new map is drawn not with you at center, but so that the
  184. new map anticipates your direction and centers ahead of your movement.
  185. 5) GPS fixes indicate GGA/NUL as course and speed if no VTG data is available,
  186. or "Last GPS fix" if the GPS device is reporting GPS not available and the fix
  187. is older than a few seconds.  6) set your refresh rate to a long enough time
  188. period so that APRS is not always processing GPS and has time to service the
  189. keyboard.  I set to 20 seconds or more usually.  7) make notes of any map
  190. errors or disagreements with GPS, with the latest MAPFIX.bas, you can now fix
  191. any map easily on-screen.  8) for most highway maps and 1 minute reporting at
  192. 60 MPH, zooming in below 8 miles is usually a waste of time.  For this reason
  193. don't waste your time making maps with every little twist and turn in the roaad;
  194. it just takes time and memory and makes no difference.  In all applications of
  195. APRS so far, you just want to know what road the mobile is on, and how far
  196. along he is between point A and B.  A straight line between A and B is not as
  197. pretty, but shows the road as well as 20 points showing all the curves.  If
  198. you do save any RAW GPS data outside of the APRS environment, the following
  199. two programs may be useful in reconstructing GPS data.  They are provided
  200. as-is, I just made them for some quick and dirty file management that I had
  201. to do in the past, but thought they might be useful to others as a basis for
  202. writing your own routines.
  203.  
  204. FILTRHST.bas:  APRS automatically builds a track history for all moving
  205. stations.  To avoid saving redundant position reports, a filter was added in
  206. APRS version 2.0 to filter all reports and to only save positions that are
  207. changing.  The default value of the filter is wide enough to include the
  208. variations in position due to GPS selective avaiability. (+/- 0.03 minutes)
  209. This value can be changed with the alt-F Filter command.  I wrote a QBasic
  210. utility called FILTRHST.bas that can be used to re-filter a track history file
  211. to remove additional points.  Since the source code is provided, this program
  212. makes a good starting point for writing other routines for manipulating APRS
  213. track history files.  In addition to filtering, this program can be used to
  214. combine a number of separate track history files into one file.
  215.  
  216. GPStoHST.bas:  Since the simplest GPS interface is to just plug the output of
  217. a GPS receiver into a laptop computer and save a text file.  This program will
  218. take such a text file and generate an APRS track history file.  Actually, it
  219. only looks for the GGA and VTG NMEA-0183 sentences and combines them into the
  220. one line APRS format.
  221.  
  222.  
  223.  
  224.           TNC INTERFACE TO GPS or LORAN-C FOR MOBILES WITHOUT PC's
  225.  
  226.      This section describes an alternate method to the PACCOM interface
  227. described above for interfacing navigation devices directly to a TNC for
  228. building small autonomous mobile position reporting devices without requiring
  229. a PC computer to do format conversions.  This method has the advantage of
  230. transmitting any of the NMEA-0183 sentences (to include course, speed and
  231. altitude) but requires the use of special programmable GPS/LORAN devices.
  232. Although almost all GPS/LORAN devices have an NMEA-0183 serial data output
  233. (except for the Rockwell engine and the SONY Pixis), most of them do not give
  234. the user the ability to modify the periodicity of the data reported via the
  235. interface.
  236.  
  237.      In most devices, navigation data is continually updated about every two
  238. seconds at 4800 baud.  This is far too much data to transmit over a shared
  239. 1200 baud AX.25 packet link.  Fortunately some devices do permit the operator
  240. to specify not only the reporting rate, but also what data formats are included
  241. in the reports.  I have seen some LORAN devices that have a separate
  242. "printer" port which can be configured by the user to output a report once
  243. every N minutes or even hours.  Unfortunately, most users manuals I have
  244. peruised in my local boat store do not make it immediately obvious what the
  245. user configuration options are.  We have found two GPS engines which are
  246. designed for the experimenter.
  247.  
  248. 1.    The MAGELLAN OEM 5000 circuit board that I use is a GPS engine on a
  249. 3.5 by 7 inch circuit card that costs about $445 and produces RS-232 output
  250. in NMEA format and requires only a GPS antenna and 12 volts at 250 MA input;
  251. it also includes the RTCM-104 differential correction.  Call Emiel Yakoub at
  252. MAGELLAN 960 Overland Ct, San Dimas, CA 91733, phone 714 394-5000.  Since it
  253. is an OEM card, it has full user programmability.  It can be set to output any
  254. of the dozens of NMEA standard formats at any periodicity between 1 second up
  255. to 5 minutes.  My APRS software recognizes four of the NMEA-0183 formats:
  256.  
  257.    $GPGGA - for position and height  (no loran equivalent)  ] Use only one
  258.    $GPGLL - for position only        ($LCGLL for LORAN)     ] of these two
  259.    $GPVTG - for velocity and course  ($LCVTG for LORAN)
  260.    $GPRMC - Posn, Course and speed   (Has all but height) (not in MAGELLAN)
  261.  
  262. 2.  Tom Clark (W3IWI) has found that the Motorola OEM prototype card also has
  263. user programmability of the NMEA outputs and can be slowed down to APRS
  264. application rates for direct connection to a TNC without the need for a
  265. computer in between.  This card includes the RMC message which contains
  266. everything for land mobile in one NMEA sentence.  Call Jennifer Spitzen at
  267. MOTOROLA, 708 480-5699 and ask for the OEM circuit board.  Here is what
  268. I have learned so far for quantities of 1-99.  Card runs on 12 volts, has NMEA
  269. 0183 output and RTCM-104 (differential correction) standard and comes with an
  270. active patch antenna for $484.  Without antenna is $435, but they dont know
  271. if it will run without an active antenna.  The 1 pulse per second timing
  272. option is an additional $100.  The combined Rcvr/Ant pricing is  better
  273. than the MAGELLAN card/antenna combination, is smaller, and it outputs the
  274. RMC message which is all you need for Position and velocity combined into one
  275. packet.  It also outputs altitudes to 56,000 feet in the GGA message.
  276. CAUTION:  I DO NOT HAVE ONE OF THESE YET.  BUT TOM's WAS ON THE AIR AND WAS
  277. COMPATIBLE WITH APRS.  Oh yes, the full MOTOROLA evaluation kit was $1200
  278. which includes everything you would ever want.  The $484 kit does NOT include
  279. the support software and documentation for full control of the card.  But if
  280. we can get Tom CLark or someone else that has the documentation to just tell
  281. us the command string for setting the card into the right mode, then we can
  282. develop our own HAM RADIO documentation and save big bucks.
  283.  
  284.      An automatic vehicle tracking system can be assembled by simply
  285. connecting the RS-232 output from the GPS directly into the TNC and setting
  286. the periodicity to 1 minute or more.  The TNC must be placed in UNPROTO
  287. CONVERSE, and from then on, every minute a GPS position report will be
  288. transmitted.  The APRS software will decode the raw NMEA position reports
  289. above and plot the station on the map!
  290.  
  291. MAGELLAN CARD OPTIONS:   Since this card was designed for the OEM market,
  292. for the individual purchaser it is a good idea to pay the additional $60 for
  293. their  development kit consisting of some excellent PC software, the
  294. technical manual, a wall power supply, RS-232 cable, Power switch, and short
  295. SMB to TNC adapter cable.  Then all you need is an antenna.  They sell a $130
  296. external "egg" antenna with built-in LNA for operation through either 18 or
  297. 25 feet of cable.  This antenna cable is terminated with a TNC connector, and
  298. that is why the development kit includes the SMB/TNC pigtail.  OR you can
  299. purchase their $60 passive antenna which has its own 6 inch SMB pigtail for
  300. direct connection to the circuit board.  This antenna is a 1x1x3 inch weather
  301. proof antenna like you see on their handheld GPS units.  Using this antenna (or
  302. a 1.8 inch paperclip stuffed into the SMB antenna jack) obviates the need for
  303. the SMB/TNC pigtail ($25 separately) so that you might be able to do without
  304. the development kit if you really want to be cheap.  Since the circuit card
  305. has no display, it can actually be mounted in a weather proof container right
  306. at the antenna (or paperclip).  Only 12 volts and RS-232 need to come down
  307. inside your vehicle.  Yes their $60 passive antenna is quadrifilar helix
  308. antenna with true hemispherical coverage, but a 1.8 inch ground plane antenna
  309. is just as good as long as you are not interested in good 3D altitude fixes.
  310. Overhead satellites are not used for 2D fixes, but are used for 3D fixes.  I
  311. leave my card on 2D all the time since 3D requires 4 vice 3 satellites, and
  312. the 2D fix is not as good while running 3D.  Also, altitude is measured
  313. against DATUM which is not necessarily SeaLevel.  So unless you are carrying
  314. DATUM charts, (or flying) the altitude figure is of little value.  The
  315. MAGELLAN cannot output an altitude above 999 meters except in a propriatery
  316. NMEA sentence which I have not yet included in APRS.
  317.  
  318. GPS ENGINE SET UP:  Follow all MAGELLAN instructions for initializing your
  319. GPS engine using your PC and their NAV program.  After the system is running
  320. and producing fixes, send commands to turn off all outputs one at a time and
  321. change the periodicity for the position and velocity reports from once a
  322. second to a slower rate as shown below.  An alternate startup procedure is to
  323. simply apply power, attach an antenna, and wait an hour.  The GPS will
  324. automatically aquire satellites and be operational without any external
  325. initialization after being exposed to full sky.  (this precludes needing a
  326. laptop if you can spare the time).  Using this method, there will be no
  327. outputs until you send the GPS card the following commands to set up the
  328. reporting rates for position and velocity.  These commands may be sent from
  329. any dumb terminal as follows:
  330.  
  331. $PMGLI,00,B00,7,A  (for GGA GPS position only)       Where 6 = 30 Secs
  332. $PMGLI,00,B01,7,A  (for GLL LORAN position only)           7 = 1 Minute
  333. $PMGLI,00,EOO,7,A  (for course and speed with either)      8 = 2 Minutes
  334.                                                            9 = 5 minutes
  335.  
  336.      Each line must end with a carriage return-linefeed.  The GPS engine
  337. gives no responses to commands, other than doing what it is commanded.  You
  338. might try a value of 5 which is once every 10 seconds as a test to be sure
  339. the GPS card is recognizing your commands.
  340.  
  341. BATTERY BACKUP:  Be sure to add the battery back up supply so that the card
  342. can be turned off without having to re-initialize every time.  I use a simple
  343. 9 volt battery, diode isolated from the main supply rather than bothering
  344. with the special 3.6 volt lithium memory cell suggested.  The GPS card has a
  345. 12 volt input and a separate ON/OFF line.  With the diode isolation of the 9
  346. volt battery, the on/of line detects the loss of the 12 volt supply, and
  347. powers down the GPS engine.  Current drain drops to microamps, and the 9 volt
  348. supply through the regulator keeps all memory backed up.  An Alkaline battery
  349. lasts about 6 months with the GPS off 99% of the time; longer if the GPS is
  350. powered up longer.
  351.  
  352. TNC SETUP DETAILS:  Unfortunately the simple direct connection from the
  353. MAGELLAN GPS card to the TNC is slightly more complicated because they do
  354. not output the RMC sentence which contains everything needed for APRS in one
  355. line.  To see Course and Speed from a MAGELLAN or a LORAN, you must enable
  356. both GGA (or GLL) and the VTG sentence.  These two sentences are separated a
  357. few milliseconds and force the TNC to generate two packets, one right after
  358. the other.  This is a problem if a digipeater path is used, because the
  359. digipeater will begin digipeating the first position fix packet and cover up
  360. the trailing velocity packet.  To solve this problem, since most applications
  361. require a digipeater path for longer ranges, the sending TNC needs to be
  362. instructed to send packets not on receipt of every carriage return, but on a
  363. timing function.  Set CPACTIME ON and change the SENDPACK character from $0D
  364. to anything else (say $01).  This way, both the position fix and velocity
  365. lines will be sent together in the same packet one second after the last
  366. character is received from the GPS.  This packet, containing two frames, will
  367. then be digipeated all together by the digipeater with no break in between.
  368. If you use the Motorola which inplements the RMC sentence, this double packet
  369. problem does not exist. (Even if you also turn on GGA so that you can get
  370. altitude for a balloon, the problem is not significant, since you will not
  371. need a digipeater for a balloon!).
  372.  
  373. LINEFEEDS and FLOW CONTROL:  Since the GPS is sending each line with a CR/LF
  374. on the end, your TNC will always end up placing the superfluous linefeed at
  375. the beginnning of the next packet.  To defeat linefeeds, set LFIGNORE on.
  376. (for the non-standard Kantronics products, use Linefeed Supress, LFS ON)
  377. Similarly, your terminal program must send CR-LF on each command to the GPS
  378. card.  When you try to talk to your TNC with CR-LF, you will experience a
  379. lockup condition since the extra LF will look to the TNC like the beginning
  380. of a new command line and will hold off all TNC output.  To overcome  this
  381. problem, set FLOW OFF.  Here are the commands which must be changed from
  382. factory defaults for most TAPR-2 TNC's:
  383.  
  384.   ECHO OFF,  FLOW OFF,  LFIGNORE ON,  CPACTIME ON, SENDPAC $01
  385.  
  386. UNPROTO-CONVERSE-MODE:   And now for the last problem; keeping the TNC in
  387. converse mode.  TNC's always default to command mode when turned on.  Until
  388. the manufacturers put an UNSTART command in their TNC to cause it to power up
  389. in Unproto-Converse, you must either keep the TNC permanently turned on after
  390. setting converse mode, carry along a terminal to issue the CONV command, or
  391. try to make a firmware patch to the TNC code.  Transparent mode could be
  392. used, but the monitor function does not work in transparent mode and the TNC
  393. can not then be used for receiving APRS packets.  Fortunately, Howie
  394. Goldstein who wrote the original TAPR-2 code, identified a software patch to
  395. the DRSI version of the ROM that will power up in UNPROTO converse.  This ROM
  396. should work in most TAPR-2 clones.  I have used it in the MFJ-1274, and it
  397. should easily work in the PACCOM Tiny-2.  I have asked DRSI to make this ROM
  398. available to amateurs at a nominal cost.  Their price is $27.
  399.  
  400. DUMB TERMINAL SETUP:  So I can see the command that I am typing into the GPS
  401. card, I configure my terminal device as half duplex.  The GPS also needs the
  402. CR/LF sequence at the end of each command, so I set the terminal to translate
  403. CR to the CR/LF sequence.  In order to use the same terminal with the TNC,
  404. then, that is why I turn ECHO and FLOW off in the TNC.  My GPS/TNC box has
  405. one DB-9 serial connector and two switches to select whether the terminal is
  406. talking to the GPS or the TNC, and the second switch to enable the data
  407. output from the GPS to go into the TNC after all configuration is complete.
  408.  
  409. SYMBOLS:  Starting with version 1.17, APRS now has 28 or more different
  410. symbols for packet stations or objects placed on the map.  Since a simple
  411. TNC/GPS tracking combo does not have the advantage of a PC running APRS to
  412. format the APRS position report, I had to make two kludges to permit the TNC
  413. alone to designate the desired display symbol.  First, APRS will assume that
  414. all stations outputting direct NMEA data that have a -7, -8 or -9 SSID are Air,
  415. Marine, or Mobile platforms.  Secondly, any of the APRS symbol designation
  416. characters can be placed at the beginning of the TNC BText surrounded by {}
  417. braces.  Once the BText with that symbol is received, the station will then
  418. appear with the proper display symbol.  See the README.SYM file for details.
  419.  
  420. OPERATION:  With the special UNPROTO start-up ROM, and after initialiation
  421. the other TNC parameters once, all future tracking evolutions are initiated
  422. by simly applying power to the GPS/TNC/Radio.  In over 6 months of daily
  423. operation, I have never had to re-initialize the GPS engine. (The seventh
  424. month the 9 volt battery died!).  Without the special ROM, every tracking
  425. evolution requires applying power, turning on a dumb terminal, and sending
  426. the TNC the CONVERSE command.  Then the terminal can be removed or turned off
  427. until the next activation.  If you do not have the UNSTART ROMS, be careful
  428. if you use a battery supply of C or D cells with spring loaded battery
  429. holder!  A bicycle equipped with this system reset the TNC after hitting the
  430. first bump, and there was never time to stop and reset the TNC until the race
  431. was over.  This shows the problem of the TNC not having a power up CONVERSE
  432. mode in it!
  433.  
  434. We have assembled a nmumber of these GPS/PACKET tracking devices.  In fact,
  435. the 7 inch by 3 inch MAGELLAN card fits nicely against the inside cover of
  436. the MFJ 1270 or 1274 TNC.  The only evidence that the TNC is GPS equipped is
  437. the kludge on the backpanel to hold the GPS antenna connector and the
  438. presence of the two switches added to the front panel to select whether the
  439. external terminal device is talking to the GPS or TNC, and to enable or
  440. disable GPS packet reporting.  Other smaller packages have been made using
  441. the PACCOM and DRSI TNC's and the TTL only model of the MAGELLAN GPS card
  442. which is only about 5 inches by 3 inches.  I shy away from this card for the
  443. casual experimenter because of the absence of any data or power supply
  444. buffering.  One wiring error or static charge and you have blown a $395 card!
  445.  
  446. The $445 model with onboard 12 volt regulators and RS-232 buffers is much
  447. more forgiving.
  448.  
  449.  
  450.  
  451.       GPS MOBILE AND TNC WITH ONLY ONE SERIAL PORT (Single Port Mode)
  452.  
  453.      Since most laptops only have a single external serial port, it would seem
  454. to be impossible to both run GPS and operate APRS packet at the same time.  But
  455. by using the programmble MAGELLAN or Motorola, to reduce the GPS data rate, it
  456. is possible to wire-OR the TNC and GPS data outputs together going into the
  457. single serial port.  This requires APRS to be looking for packet headers on
  458. everything comming from the TNC, but then to also recognize raw GPS data too.
  459. The only problems with this arrangement are data collisions and ambiguity on
  460. incomming VTG packets.  At a once-a-minute GPS rate and a 100% saturated 1200
  461. baud packet channel, the 9600 baud TNC data will experience a collision less
  462. than 1% of the time and 85% of all GPS reports will be collision free.  The
  463. ambiguity problem is caused by VTG packets transmitted as a second frame from
  464. a tracking device (see above).  These off-the-air VTG packets also have no
  465. packet header and cannot be distinguished from VTG data from the local GPS.
  466. Since GGA sentences off-the-air preceed the VTG and are always received with
  467. an attached packet header, they can be uniquely identified.  APRS will only
  468. process a VTG sentence if it has been received within 1 second of a GGA
  469. and it will assume that the VTG came from the same station.
  470.  
  471.      Again, this configuration will only work if you are using the programmable
  472. MAGELLAN or Motorola which can be told to send GPS data only once every minute
  473. or so.  To activate this Single Port Mode (SPM), bring up APRS in one-port TNC
  474. mode and then hit shift-F2 to activate SPM.  Remember to use the V command to
  475. validate your GPS interface.  Since the GPS data is wire-ORed with the TNC,
  476. they must both be operating at the same baud rate.  Since APRS is receving the
  477. GPS data, it will transmit the resulting APRS position report for the station
  478. and so the GPS should NOT also be sending data to the TNC (as is normally the
  479. case with the standalone MAGELLAN or Motorola GPS).
  480.  
  481.      Another way to do it, is to keep the GPS output going to the TNC input
  482. for normal stand-alone operations, but then turning on ECHO in the TNC, so
  483. that the outgoing GPS reports are also echoed back to the APRS program.  This
  484. works fine, but makes your 25th line busy with an echoed copy of all of your
  485. outgoing packets.  The other problem is that APRS always turns ECHO off every
  486. time you go out of TALK mode.  To defeat this, I go to talk mode, issue the
  487. ECHO ON command, then unplug the cable long enough to hit ESC and return to
  488. APRS.  Then plug it back in.  Another problem is that APRS will also send out
  489. a copy of the position report too.  I will fix both of these in the next APRS
  490. version... after I am sure that the ECHO off will not generate other bugs!
  491. P.S.  First bug found is that the ECHO on prevents the Alt-V command from
  492. properly interpreting the UNPROTO path from the TNC.  You can still set  it
  493. manually using TALK mode.  Obviously, there still is work to do here.  But,
  494. Be sure, I will support a single port mode... somehow...
  495.  
  496.  
  497.      In anticipation of this SPM mode of operation, I improved the GPS
  498. interface in version 3.03, so there is less time spent out on the GPS port
  499. waiting for data.  With version 3.03, you can keep your MAGELLAN or Motorola
  500. at a one minute rate and still use it as a direct connection to APRS.  In the
  501. past, if you did this, you would be stuck for a whole minute until the next
  502. fix came along.  In version 3.04 I added the moving map display to keep your
  503. mobile always on the map.  Select the TRACK option on the P-list display.
  504.  
  505.  
  506. CONCLUSION:  With the cost of the new MAGELLAN GPS card falling below $250
  507. this spring (94) and the size approaching a match box, there is every reason
  508. to begin considering GPS applications in Amateur Radio.  At your next club
  509. budget meeting, instead of throwing another $800 at the repeater monster, buy
  510. the components to build a GPS/TNC tracking device in to a cigar box size
  511. package.  Then at all future public service events, you have a package with
  512. whip antenna on top that can be duck-taped to the top of any vehicle for
  513. automatic vehicle tracking.  Let your imagination roam!
  514.  
  515.  
  516. OTHER EXPERTS OR APRS USERS THAT HAVE GPS INTERFACES RUNNING:
  517.  
  518. WB4APR Bob Bruninga. Annapolis. Built 4 GPS/TNC devices and 22 SATNAV/TRANSIT
  519. W3IWI  Tom Clark. AMSAT GURU working on GPS for Satellites. Uses Motorola
  520. N3MNT  Bob Boles. Annapolis MD. Has MAGELLAN GPS/TNC mobile
  521. W8RIK  Joe Hussy. Columbus OH is GPS/TNC mobile
  522. N6JSX  Dale Kubicheck Works at MAGELLAN! San Dimas, CA
  523. W9UWE  Julius Breit. Chicago. Has MAGELLAN GPS
  524. W1BEL  Gwyn Reedy. Tampa. PACCOM makes commercial TNC/GPS automatic combo!
  525. W9LZQ  Kent Helman, Onalaska WI. Built GPS-TNC interface & Did map of WI!
  526. W1KRU  Jim Warakouis. WestRoxbury MA. Built GPS-TNC interface
  527. WB6LPG Bill Bliss. HalfMoonBay CA. Has LORAN (and now GPS mobile)
  528. N5SSY  Ross Mocklin.  NewOrelans LA. Has MAGELLAN cards on order...
  529. KD1E   John Moore. GPS mobile at GM Proving Ground. @ N8NNN.#SEMI.MI
  530.  
  531.