home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Overload Trio 2 / Shareware Overload Trio Volume 2 (Chestnut CD-ROM).ISO / dir24 / aprs503a.zip / README.SAT < prev    next >
Text File  |  1994-04-21  |  11KB  |  176 lines
  1.                     USING APRS FOR SPACE COMMUNICATIONS
  2.  
  3. NEW: I saw my first APRS packet via the MIR digipeater from W6PNC on 5 April
  4. and then saw first plotted position from N4YHD on 6 April plus other BCNS from
  5. N2JNT, KB8DP and KE4EER.  To facilitate setting up APRS for best effeciency
  6. through a space digipeater, there were several changes made in APRS 4.04/5.
  7.   * Added alt-G command to put GridSquare in BCN and POSIT reports (this not
  8.     only puts position info in your BCN, but also saves space and makes the
  9.     position report shorter.  It also sets ^O to receive all OTHER packets.
  10.   * Modified alt-S command so that it can be used to reset the DECAY timer
  11.     for position reports to a short period during a satellite pass.  As for
  12.     all APRS packets, however, the period will automatically begin to decay
  13.     to double the period after every transmission.  This assures that stations
  14.     minimize packet transmissions.
  15.   * See OPERATING section for important tips on operating APRS via MIR.
  16.   * In 4.05 both the BCN and POSIT are identical, so that other stations ALL
  17.     BCNS logs do not fill with alternating BCN/POSITS from adjacent stns.
  18.  
  19.  
  20. BACKGROUND:  The Automatic Packet Reporting System could be a solution to the
  21. effective use of orbiting terrestrial style packet radio digipeaters in the
  22. amateur satellite program.  To date there have been three AX.25 1200 baud FM
  23. transponders flown in space.  The first was on the Space Shuttle STS-35, the
  24. second was on the space station MIR, and the third has been via the FM
  25. transponder mode of AO-21.   The problem with a space based digipeater is the
  26. total saturation on the uplink channel which makes the use of a normal
  27. CONNECTED protocol impractical.  For the SAREX robot QSO mode, a total of five
  28. successive and successful packet transmissions were required to constitute a
  29. successful contact.  Of an estimated thousands of uplink stations, only about
  30. 250 were successful.  Recognizing the stringent requirements for success using
  31. the CONNECTED protocol, provision was also made to recognize those stations
  32. which were successful in getting only one packet heard onboard the shuttle.
  33. Over 700 stations successfully completed single uplink packets.
  34.  
  35.      APRS takes advantage of this unconnected, one packet, mode to demonstrate
  36. successful uplinks to the shuttle.  In addition, however, it capitalizes on the
  37. most fascinating aspect of the amateur radio hobby, and that is the display on
  38. a map of the location of those stations.  Historically, almost every aspect of
  39. HAM radio communications has as its root, the interest in the location of other
  40. stations.  Look at DX maps, countries worked, counties worked, grid squares,
  41. mobile chatter; everyone is quite interested in where other stations are.
  42.  
  43.      If, instead of every station attempting to CONNECT with the Space Shuttle,
  44. all stations were encouraged to simply insert his/her position as the first few
  45. characters of his beacon text, everyone within the satellite footprint would
  46. not only see when he made a successful uplink, but also where he was.  Since
  47. the shuttle is a rapidly moving object, the locations of successful uplink
  48. stations will move progressively along the ground track.  The weakest
  49. successful stations will almost certainly be immediately below the spacecraft.
  50. Stronger and more viable groundstations can show up further to the side of the
  51. ground track.  If there is a skew in the spacecraft antenna pattern, the
  52. pattern of successful uplink stations on the map will clearly make that
  53. evident.  APRS responds to both LAT/LONG and GridSquare formats.  The exact
  54. format of an APRS position report is as follows:
  55.  
  56.    Beacon Text:     !DDMM.HHN/DDDMM.HHW/CQ comments etc.....
  57.    For example:     !3959.11N/07629.12W/Naval Academy Radio Club
  58.  
  59.    Grid Square:     [FM18xf] Naval Academy Radio Club...
  60.                     @FM18xf] comments... etc    (format used by  APRS after)
  61.                                                 (1 Aug to indicate APRS stn)
  62.  
  63.      To implement this experiment on the next shuttle mission, it would only
  64. take a single AMSAT news bulletin to ask all stations to insert their POSIT
  65. in their beacon text.  No changes onboard the shuttle or MIR would be required.
  66.  
  67. Those stations that had APRS could then watch the successful uplink stations
  68. plotted in real time.  Even without real time APRS, a replay of a captured text
  69. file containing all the successful uplink packets would still give an excellent
  70. map display after the fact.  Analysis of antenna pointing anomolies on every
  71. orbit could be accomplished with ease.  On future missions, the UI beacon frame
  72. might completely replace the current CONNECTED robot mode.  Without all of the
  73. connect requests, acks, and retries at least a five fold increase in the number
  74. of successful uplinks would be realized, and the data exchanged would be more
  75. meaningful by a similar factor.
  76.  
  77.      To demonstrate the expected results of this experiment, I have created a
  78. track history file that can be replayed using the Ctrl-R command.  Simply
  79. replay the SHUTTLE.HST file and watch the contacts appear as the shuttle moves
  80. across the country.  You may enhance the demonstration by selecting to see only
  81. the Shuttle, STS-99, or by turning off TAGS using the Alt-T command to reduce
  82. the clutter of callsigns on the display.  The replay can be speeded up or
  83. slowed down by hitting the F or S keys.  Obviously, in this SHUTTLE.hst file, I
  84. assumed that the Shuttle had its TNC connected to a GPS navigation receiver so
  85. that it was also beaconing its position once per minute in the APRS format.
  86.  
  87.      This capability also demonstrates the practicality of using a space based
  88. AX.25 digipeater for routine position and status reporting.  Imagine a
  89. constellation of three AX.25 digipeater satellites all on one FM channel.  It
  90. would not matter what satellite was in view, or when.  Mobile and portable
  91. stations could beacon their position once every 5 minutes and be tracked
  92. nationwide!  Just using 1200 baud AFSK, up to 1000 stations could probably be
  93. supported just in the US and have a reasonable chance of getting a position
  94. report through at least once every 3 hours!  Going to 9600 baud FSK would
  95. support almost 8000 users.
  96.  
  97.  
  98. OPERATING TIPS VIA MIR/SAREX:
  99.  
  100. To maximize your chances of being seen via the MIR digipeater and to minimize
  101. unnecessary APRS packets, the following recommended procedures should be used
  102. during MIR passes.  Even under worst case scenarios, APRS stations will still
  103. generate far fewer packets than other stations attempting to CONNECT to MIR!
  104.  
  105. *  Use ^V to set your VIA path to R0MIR
  106. *  Use alt-G to force your grid square report into the beginning of your BCN
  107.    and your POSIT.  The grid square posit only takes 8 characters vice 27.
  108.    This command also does a ^O command to open up APRS to parse all other
  109.    incomming packets instead of just APRS packets.  This way, your L-List will
  110.    show all stations digipeated by MIR
  111. *  make your BCN text as short as possible.
  112. *  Use T command to force a transmission as desired - OR -
  113. *  Use alt-S command to reset your POSIT period decay timer.  APRS will send
  114.    an immediate packet and then double the period to the next one and so forth.
  115.    This prevents unattended stations from accidentally cluttering the freq.
  116. *  After hitting any APRS command, hit alt-V so you can VIEW all packets on a
  117.    full screen instead of on the normal APRS bottom line.
  118. *  Use your lowest 2m antenna (preferably on the ground).  This minimizes any
  119.    QRM to your receiver from other local uplink stations, and also minimizes
  120.    your QRM to them.  A ground level antenna should work perfectly well, since
  121.    it can still see the sky, and MIR is so far away on the horizon and has such
  122.    high doppler that you will NOT make it anyway at elevations below 20
  123.    degrees or so.
  124.  
  125.  
  126. UNATTENDED OPERATION:  If you use a low antenna as described above and leave
  127. APRS unattended, you will be transmitting only one BCN and POSIT about once
  128. every 15 minutes.  This is less than one-half of one percent (0.5%) of the
  129. number of packets generated by other stations trying to connect with MIR.  Of
  130. course your chances are similarly diminished, but if enough APRS stations are
  131. reporting via MIR, there will still be enough DX position reports getting
  132. through to make it interesting.  If this idea catches on, then maybe all of
  133. those other stations will STOP trying to CONNECT to MIR and join us!  That
  134. would be a net REDUCTION in MIR QRM!
  135.  
  136.     Imagine the fun that the cosmonauts and astronauts will have if they
  137. carry a lap-top computer so they can see everyone on their maps!
  138.  
  139. WARNING:  Versions of APRS prior to 4.04 will only recognize a grid square
  140. report surrounded with brackets [].  But future versions of APRS will use
  141. @...] to enclose grid squares so that you can distinguish between a grid
  142. square report comming from an on-line APRS station and one enclosed in
  143. brackets from a passive TNC BText.
  144.  
  145. Due to these changes in the way that APRS processes grid square reports,
  146. all versions of APRS after 4.04 will recognize both formats, but the new
  147. format should not be transmitted until everyone has upgraded to at least
  148. 4.04.  For this reason, version 4.04 and all later versions have a built
  149. in timer that will automatically begin using the new format after 1 August
  150. 1994.
  151.  
  152. This means that after 1 August, older versions of APRS will not recognize
  153. APRS generated @...] grid squares.  They will still recognize the passive
  154. [...] grid squares, however.  This will probably only effect users of APRS
  155. via MIR or SAREX where grid squares will be used exclusively because of their
  156. shorter length.
  157.  
  158. SAREX NOTE:  Until we get the SAREX folks to recognize the value of APRS
  159. position reports, DO NOT BEACON TO SAREX!  If they ever turn the SAREX
  160. digipeater on, the word will be distributed ASAP via APRS bulletins.
  161.  
  162. MIR ADDENDUM:  Well it was fun while it lasted.  Apparently some stations
  163. that do not understand the benefit of APRS to the overall space/educational
  164. mission, have sent messages to MIR telling them to shut down the digipeater
  165. mode.  As of today, it has been off for at least a week.  Somehow we have got
  166. to educate the AMSAT community to the advantages of using short APRS
  167. gridsquare reports for providing good instantaneous visual feedback to MIR
  168. and SAREX users alike.  I do not know of a single person that has been
  169. exposed to APRS that does not agree that it is an excellent application for
  170. both SAREX and MIR.  But so far, after my articles in the AMSAT journal and
  171. sending copies of APRS to Houston have been to no-avail.  I am NOT insisting
  172. that APRS should be used on SAREX and MIR, but I am insisting that IT SHOULD
  173. BE CONSIDERED as a viable and useful addition!  The net effect would be
  174. FEWER packets on the uplink, and more meaningful packets on the downlink!
  175.  
  176.