home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Overload Trio 2 / Shareware Overload Trio Volume 2 (Chestnut CD-ROM).ISO / dir24 / aprs60.zip / DF.TXT < prev    next >
Text File  |  1994-09-27  |  32KB  |  533 lines

  1. DF.TXT           USING APRS FOR DIRECTION FINDING
  2.  
  3.  
  4. OVERVIEW:  APRS NOT ONLY PLOTS BEAM HEADINGS BUT IT HAS TWO METHODS FOR
  5. TRANSMITTER LOCATION USING ONLY OMNI DIRECTIONAL SIGNAL STRENGTH CONTOURS!
  6. The first omni technique displays overlaping circular signal strength
  7. contours over the map based on signal reports from a number of reporting
  8. stations.  The second omni technique plots lines of bearing based on a single
  9. moving omni station (Aircraft or vehicle) plotting three or more FADE points
  10. on his map.  All fade-points on a map where the transmitter signal fades out
  11. should characterize a circle with the transmitter at the center.  APRS now
  12. computes this circle and therefore the location of the transmitter by
  13. computing the FADE circle based on these three or more points.  This FADE
  14. circle technique was added in APRS version 5.8d and has its own section
  15. below.  Since the use of omni directional signal strengths for locating a
  16. hidden transmitter is all new, it is presented first, followed by the FADE
  17. circle technique, followed by the more classical BEARING TRIANGULATION
  18. method.
  19.  
  20.  
  21. OMNI-DIRECTION FINDING:
  22.  
  23. VERSION 5.7c:  This version has incorporated a whole new aspect to direction
  24. finding by permitting the plotting of signal strength contours.  THIS PERMITS
  25. STATIONS WITH ONLY OMNI ANTENNAS TO PARTICIPATE AND PROVIDE VALUABLE INFO!
  26. This became possible with APRS version 5.7A which added a line-of-sight Power-
  27. Height-Gain (PHG) reporting and display format.  This format allows a station
  28. to enter his transmitter power, antenna height above average terain, and his
  29. antenna gain which will be included in his APRS position report.  APRS can
  30. then draw range circles around each station showing his relative communication
  31. range.  For backward compatibility, all stations not reporting the PHG format
  32. are plotted assuming the default parameters of 10 Watts, 20 feet HAAT, and
  33. a 3 dB antenna.
  34.  
  35.      If each station includes these parameters in his position report, then
  36. APRS plots a map of circles around all stations.  Where two circles inter-
  37. sect or overlap, direct communications are possible.  This PHG plot is an
  38. ideal tool for setting up ANY radio network WHETHER OR NOT APRS or PACKET
  39. is being used!  Initially, my equations are straight from the textbook and
  40. may need to be increased or decreased based on experience.  Please note that
  41. these circles represent transmitting range based on your Power and Antenna
  42. relative to a nominal 10 Watt station at ground level.  Your ability to hear
  43. him, depends on his transmitter relative to 10 Watts.
  44.  
  45. DFING WITH OMNI SIGNAL STRENGTH REPORTS:    To use these PHG equations on
  46. receive, obviously, a very weak signal would imply a much larger circle of
  47. probability than a very strong circle.  In the absence of any precise
  48. measurable signal strength indication on most VHF radios, I simply chose a
  49. scale of 0 to 9 as a relative receive signal strength indication.  These
  50. signal strength numbers replace the transmitter power in the PHG reporting
  51. format and are preceeded with DFS to represent DF Signal strength.  APRS uses
  52. these signal strengths to modify the normal PHG display circles as follows.
  53. The numbers 1 to 9 will be plotted as circles from a dark gray up to a bright
  54. red, with the radius of the circle decreasing the stronger the signal is
  55. reported.  The number 0 represents a NULL or NEGATIVE report, meaning that
  56. NOTHING within that stations horizon was detected.  These NEGATIVE reports
  57. are plotted last as dark gray on top of everything else, since they identify
  58. circles where the transmitting station is NOT.
  59.  
  60.      Since the PC computer does not ADD colors together, but only overlaps
  61. colors, the user should visualize all the overlapping colors and not just the
  62. brightest ones on top.  The probable location of the jammer will be in the
  63. area of the most concentrated overlaps.  Also do not be fooled by the brighter
  64. circles.  Almost by definition, the location of the hidden transmitter will
  65. never be at the center of a circle.  THE LOCATION OF THE HIDDEN TRANSMITTER
  66. IS ALWAYS NEAR THE EDGE OF THESE CIRCLES.  If it was near the center, then
  67. the signal would have been much stronger, and the circle would be a brighter
  68. color and smaller!  Please load the DF-OMNI.BK backup file to see our first
  69. omni-df attempt.  See the section below that describes what you will see in
  70. the DF-OMNI.BK file.
  71.  
  72.  
  73. OMNI-DF COMMAND SUMMARY:  The following list sumarizes all of the commands
  74. used in performing direction finding both OMNI and with BEAMS.  Please note
  75. that stations with BEAMS should NOT input OMNI signal strength readings,
  76. since their gain will upset the consistency of the OMNI plots.  Beam stations
  77. should always enter their BEAM HEADINGS.
  78.  
  79.  
  80. INPUT-DF - This command is used by an APRS station to enter either a beam
  81.       heading or a signal report.  He will be prompted for station parameters.
  82.       If a beam heading of (0) is entered, then APRS assumes the entry is for
  83.       an OMNI signal strength report.   Remember that 360 degrees means North.
  84.  
  85. INPUT-ADDobj - This command can be used to add a voice reporting or non-APRS
  86.       station to the map.  If the DF station symbol is selected, then you
  87.       will be prompted for the appropriate BeamHeading information.  If this
  88.       is an OMNI report, then enter a beam heading of 0 to continue with the
  89.       OMNI report.
  90.  
  91. INPUT-PwrHtGain - This command is not used for DF, but is used for showing
  92.       your station Power, Height and Antenna gain parameters.
  93.  
  94. MAPS-PLOT-DF - This command is used to plot the OMNI-DF profiles.
  95.  
  96. MAPS-PLOT-HEARD - Plots only the DF rings around stations that have heard the
  97.       fox.  This is for monochrome displays to separate the NOT-HEARD circles.
  98.  
  99. MAPS-PLOT-NOTheard - Plots only the DF rings that bound the stations that have
  100.       not heard the fix.  This is to eliminate confusion on monochrome screens.
  101.  
  102. MAPS-PLOT-OVERLAY - Plots the DF rings on the existing map so that roads can
  103.       be seen.
  104.  
  105. MAPS-PLOT-PwrHtGain - This command will plot the Power-Height-Gain range
  106.       rings around all stations.
  107.  
  108. MAPS-PLOT-Rings - This command is the old Range Rings command which is used to
  109.       draw a circle of 1 and 0.5 of the selected map scale.
  110.  
  111.  
  112. DESCRIPTION OF ACTUAL EVENT STORED IN DF-OMNI.BK:  Although APRS can plot the
  113. circles of signal strength, it will take some time to develop the skills to
  114. interpret the result.  Two days after finishing the DF capability, I learned
  115. of a FOX hunt in Baltimore.  Although there were NO other APRS operators at
  116. home that I could raise that sunday afternoon, I scoured several voice
  117. repeaters in the area and got a few RF signal reports on the FOX. I then added
  118. these stations to the map using the INPUT-ADD command.  Please LOAD the backup
  119. FILE named DF-OMNI.BK and hit the MAPS-PLOTS-DF command.
  120.  
  121.    First, you will notice that APRS does a good job with the dark gray circles
  122. of showing you where the FOX is NOT!  Actually, since the DF mobiles (not
  123. aware of APRS and NOT in communications with me) took more than an hour just
  124. to get close enough to hear the FOX, APRS users could have immediately begun
  125. to drive to North Baltimore and cut at least an hour off of their search
  126. times.  Second, notice the offset circle of KA3DZZ.  IF he had not added as
  127. an afterthought that he had a ridge blocking his East view, the gray null
  128. circle from him would have misslead us for a while.  Notice, that most of the
  129. stations had ever participated in a fox hunt before, and had no talent in
  130. estimating signal strength and some were even using HT's with rubber ducks!
  131.  
  132.     The most interesting thing is the report from W3PWF who said it was a very
  133. strong signal and he was much further than either of the nearby mobiles that
  134. reported weak signals.  ALthough he was in his driveway, he had almost 200
  135. feet of height above average terain, but could not quantify it at the time.
  136. This points out how tricky it will be to use the OMNI-DF plots.  Do NOT
  137. rely on any one report.  You must visually take it all in.  His report is
  138. correct, and although he has a large horizon, APRS draws his pink circle
  139. smaller to show that the FOX could be closer to him.  Remember to look at the
  140. edge of his circle, not the center.  If the FOX was closer to him, then his
  141. signal strength would have been even stronger, and the circle even smaller!
  142.  
  143.     APRS draws stronger reports smaller for two very important reasons.  First
  144. it recognizes that a stronger signal means the FOX is closer to to the
  145. reporting station.  Secondly, since PC screens cannot MIX colors and only the
  146. last one drawn is visible, APRS draws all OMNI-DF reports on the screen
  147. starting with the weakest (largest) going up to the strongest and smallest.
  148. After all of these colored reports are plotted, then APRS goes back
  149. and plots all of the 0 or NULL reports.  They are drawn on top, since they are
  150. a POSITIVE report that the FOX is NOT within their range.  If we could have
  151. gotten a NULL report from a station to the northeast of the pink circle, then
  152. it could have overlapped the NE section of the PINK circle and told us that
  153. the signal was clearly coming from the southwest of W3PF.
  154.  
  155. YOU MUST REMEMBER TO LOOK AT THE EDGES OF ALL CIRCLES, NOT THE CENTERS!  THE
  156. FOX SHOULD BE NEAR THE LOCATION WHERE THE MOST CIRCLES INTERSECT OR OVERLAP.
  157.  
  158.      This was just my first test, and unplanned.  Notice that with all of the
  159. stations that we rounded up, only 4 of 13 even heard the FOX at all.  If we
  160. would have had only a few more stations hearing the FOX, imagine how nicely
  161. we could have eliminated a lot of the ambiguity.  For serious work, each
  162. station reporting should have a very good idea of his Height above average
  163. terrain and general geographic horizon.  If each of those stations was also
  164. watching the APRS plots unfold, they could have modified their reports to
  165. be more meaningful!  I can't wait to get a lot of APRS stations doing this!
  166.  
  167.  
  168. RECOMMENDED OMNI-DF PROCEDURE:  As soon as the APRS net is alerted of a FOX
  169. or a hidden transmitter, each APRS station should first listen on the reported
  170. frequency and enter his signal strength.  Next  each of the APRS operators
  171. should go onto the local voice repeaters and ask for OMNI-SIGNAL strengths
  172. from mobiles and any other fixed stations.  The APRS operators use the INPUT-
  173. ADD command to add these stations to the map.  By having one APRS operator
  174. listening on EACH local voice repeater, and solliciting reports, the maximum
  175. number of reports can be gathered with a minimum amount of chatter.  Having
  176. random APRS statios randomly soliciting reports on a random number of voice
  177. repeaters causes a lot of duplication and repeats.  Be sure to get the
  178. stations reported signal strength, location, Antenna height-ABOVE-AVERAGE-
  179. TERRAIN (not sea level or above ground) and any offset in his horizon.  My
  180. interpretation of the signal strength scale is as folllows:
  181.  
  182.    0   No signal detected what-so-ever
  183.    1   Detectible signal (Maybe)
  184.    2   Detectible signal (certain but not copyable)
  185.    3   Weak signal marginally readable
  186.    4   Noisy but copyable
  187.    5   Some noise but easy to copy
  188.    6   Good signal with detectible noise
  189.    7   Near Full-quieting signal
  190.    8   Dead Full-quieting signal no noise detectible
  191.    9   Extremely strong signal "pins the meter"
  192.  
  193. I hope there are some fox hunting groups out there that can give this new
  194. feature a good test.  Don't forget that stations DO NOT NEED TO BE APRS
  195. stations to participate!  Any voice report can be entered on the map by any
  196. other APRS station using the INPUT-ADDobj command.  If the object is given the
  197. DF symbol type, and a beam heading of 0 is indicated, then the user will be
  198. prompted to enter the proper DF signal strength and station information.
  199. For more information on the Power-Height-Gain formats, see the DIGIs.txt and
  200. PROTOCOL.txt files.
  201.  
  202.  
  203. EQUAL FADE CIRCLE TECHNIQUE FOR MOBILE OMNI DFING:
  204.  
  205.      This method has been used for years by Airborne search and rescue teams
  206. to locate downed aircraft based on the location of points where the signal is
  207. just detectable.  The advantage of this technique is that NO BEARING info
  208. and NO SIGNAL STRENGTH info is required.  The key factor, is that ALL points
  209. where the signal fades to zero are located on the edge of a large circle with
  210. the hidden transmitter at the center.  By simply flying (driving) through the
  211. area of the hidden transmitter and plotting at least three points where the
  212. signal fades out, you can identify the circle and therefore the location of
  213. the transmitter.  For aircraft searches, this technique can be repeated at
  214. lower and lower altitudes to repeatedly reduce the size of the circle and
  215. therefore increase the accuracy.  For ground based searches, an attenuator
  216. or tighter squelch can be used to reduce the size of the circle for successive
  217. runs.
  218.  
  219.      The only assumption in this process, is that the radiation pattern
  220. from the transmitter is relatively omnidirectional.  An advantage of this
  221. this technique is that the aircraft does NOT have to fly over the transmitter
  222. to find a signal peak (which is very ambiguous, considering that there is
  223. often a NULL directly overhead of an OMNI transmitter).   See the following
  224. plot to see how the data is plotted.  Between each pair of fade points, a
  225. line is computed and then a line of bearing is drawn midway between the points
  226. and perpendicular.  The intersection of these lines-of-bearing give the
  227. location of the transmitter.  The sketch below is symetrical due to the
  228. limitations of the angle of the slash characters used in drawing it, but the
  229. technique does work no matter where the flight paths intersect the circle!
  230.  
  231.              Entry               .   .   .  Fade Circle
  232.            Flight path      .                 .
  233.                    \     .                    *  .
  234.                      \ .       *           *       .  / Exit flight path
  235.                      A.\          *     *          D/
  236.                       .  \           T            / .
  237.                       .    \      *     *       /   .
  238.                        .     \ *           *  /    .
  239.                          .  *  \            / *  .
  240.                          *  .    \        /    . *
  241.                       *          . \ . C/.          * Perpendicular
  242.                                    B \/               lines of bearing
  243.                                     /  \
  244.                                    |    |
  245.                                     \__/ oops, nothing heard,
  246.                                          turn the other way!
  247.  
  248.      APRS has now implemented this algorithm.  No matter what pattern you
  249. drive (or fly), simply drive until you first aquire the signal and hit the
  250. F5 key.  Then continue driving in the same general direction until you just
  251. lose the signal.  At this point hit F5 again.  APRS will then compute a line
  252. of bearing perpendicular to the line connecting those two points and bisecting
  253. the distance.  This perpendicular line of bearing is represented by the
  254. asterixed lines above.  Turn and choose a new line to drive until you
  255. re-aquire the signal and do the same process again.  Hit F5 on aquisition
  256. and hit F5 again when the signal fades.  When APRS plots this second line of
  257. bearing,  you will have two intersecting lines of bearing that roughly
  258. indicate the location of the hidden transmitter.  Drive directly to that
  259. point and insert enough attenuation in your antenna to make the signal weak
  260. enough to do the whole process again but with a much smaller FADE circle.
  261. This added attenuation is similar to aircraft reducing altitude to reduce the
  262. fade circle for each additional run.
  263.  
  264.     Note that each time you press the F5 key to mark a fade point on the map,
  265. APRS asks you if this is a NEW CONFIGURATION or not.  This is important,
  266. because APRS should use only the points made by the same station and in the
  267. same configuration for each plot.  To keep track of these, APRS labels each
  268. new fade point with your callsign suffix in parentheses and then a letter
  269. for the given configuration and then a sequential number.  Whenever the
  270. MAPS-PLOTS-FADE commmand is given, APRS only computes bisectors and bearing
  271. lines from each group of points from the same station, and from the same
  272. configuration group (letter).  So, for any given configuration (antenna and
  273. attenuation combination) just hit return at the configuration prompt.  When
  274. either the antenna or attenuation are changed, then answer Yes for the first
  275. point in the new configuration.
  276.  
  277. NOTE!   It is very important to understand that this is just a technique.
  278. The operator MUST have experience in DFing and must thoroughly appreciate
  279. the vagaries of propogation and antenna height-gain.  Just pressing F5 does
  280. NOT find the FOX!  Give me a violin and it will NOT make music!  Garbage in
  281. implies garbage out! ETC.  What I am saying, is to make sure that each time
  282. you are ready to mark a new fade point, consider the average terrain and be
  283. sure you are in a comparable propogation position.  Obviously, if you have
  284. some kind of S-meter, you do NOT have to drive all the way to a fade
  285. condition, but just to a measureable and repeatable signal strength level.
  286. As long as you press F5 at multiple points of equal signal strength, the
  287. fade technique will work.
  288.  
  289.  
  290. FURTHER DETAILS:  When you press the F5 key, APRS creates a Fade marker.  In
  291. order to be compatible with both GPS equipped and manual stations, APRS puts
  292. the marker at the location of the cursor.  This is not a limitation since a
  293. GPS station can simply press the Go key to instantly place the cursor at his
  294. present location befor pressing F5.  This also permits him to use the cursor
  295. in the usual manner for placing manual reports also.  For each press of F5, a
  296. new fade spot is created.  Once APRS has two or more of these locations, it
  297. can plot the lines of bearing.  Use the MAPS-PLOT-FADE command to display
  298. the plot of all of the lines of bearing.  Although this FADE circle technique
  299. is one of the neat optional features provided to registered DF users of APRS,
  300. I have also made it available in the basic package as well for up to three
  301. fade points so that everyone can try it out.  Registered DF users, of course,
  302. can plot any number of points.
  303.  
  304.  
  305. PLEASE NOTE!  *******************************************************
  306.               The difference between this technique and the OMNI-DF function
  307. in APRS, is that the FADE circle technique takes advantage of mobile direction
  308. finding stations to locate the edge of the FADE circle.  FIXED stations
  309. can NOT provide ANY useful information for the FADE circle technique.  The
  310. chances that they are exactly on the FADE circle edge is a chance in a
  311. million.  Yes, they can induce attenuation to cause the signal to just fade,
  312. but their exact sensitivity, antenna gain, and antenna height above average
  313. terrain CANNOT be reproduced anywhere else, by anyone else, to find a second
  314. or even third comparable point.  So that is the difference between the two
  315. techniques.
  316.  
  317. The FADE circle is for mobile OMNI fox hunters, and the OMNI-DF capability
  318. which plots signal strength contours is for fixed OMNI stations.
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323. APRS DIRECTION FINDING WITH BEAM HEADINGS AND DOPPLER DF UNITS
  324.  
  325.      APRS is an excellent tool for instantly plotting and diseminating DF
  326. bearing information.  APRS has several methods of obtaining lines of bearing
  327. for plotting:
  328.  
  329.      MANUAL APRS    - Any APRS station simply selects the INPUT-DF command and
  330.                       types in his beam heading
  331.  
  332.      MANUAL OTHER   - Any APRS station can take voice reports from other
  333.                       stations, and place them as DF reporting OBJECTS on his
  334.                       APRS map
  335.  
  336.      AUTODF D.S.Inc - Connecting your second COM port to the serial data out-
  337.                       put of a Doppler Systems Inc system will automatically
  338.                       plot and transmit the bearing of the FOX.
  339.                   
  340.      AUTODF N7LUE   - An innexpensive APRS compatible interface to permit
  341.                       connecting ANY doppler DF unit to the APRS serial port.
  342.  
  343. DF DEMONSTRATIONS:  To see the results of manual DF bearings in a Baltimore
  344. foxhunt, FILE-LOAD the FOXDF.BK file.  You will see the multiple lines of
  345. bearing all converging to within 1/2 mile of the final location of the Fox.
  346. Notice that none of our stations were any closer than 15 miles away and more
  347. than half of our DF stations were more than 25 miles away!  Notice too, that
  348. none of these stations were particularly calibrated and only two stations
  349. were actual APRS stations.  The others just reported their position and
  350. bearing by voice and we put them on the map.  MAKE SURE you know how to
  351. convert from magnetic to true bearings. We did it the wrong way and were
  352. 10 miles off the first time!
  353.  
  354.      To see what the AUTOmatic Doppler DF interface looks like, zoom into
  355. Phoenix, Arizona and FILE-REPLAY the AUTODF.HST file.  You will see N7LUE's
  356. DF unit make multiple hits on three local repeaters in the area.  If you are
  357. doing a DF exercise, you can enable APRS to save all DF reports in a track
  358. history file by setting the CONTROLS-POSFIL to off.  With the Position Filter
  359. off, APRS will save every DF posit to the track history file.
  360.  
  361. CAUTION:  APRS does not do spherical geometry, it assumes a flat earth.  This
  362. will not be noticable unless you attempt to use DF bearings beyond a few
  363. hundred miles.  Even tracking balloons over 200 miles, this error will probably
  364. be less than the typical innaccuracies of the average HAM beam antenna.  For
  365. this reason, APRS will not draw a DF bearing line beyond 256 miles.
  366.  
  367.  
  368. MANUAL APRS STATION DF REPORT:  Each APRS station can include a beam heading
  369. in his position report by entering the INPUT-DF command.  Unless the station
  370. indicates Permanent, this bearing will normally time out after 2 hours to
  371. eliminate any confusion caused by old/stale reports.  A solid yellow line
  372. indicates an excellent line of bearing, and a more dotted line indicates
  373. less and less quality.  As a further aid, the MAPS-PLOTS-RINGS command can be
  374. used to superimpose a set of range rings on the screen around any one station
  375. for estimating distances for subjective analysis of signal strnegths.  If you
  376. are running the WX station option, then the DF report will override your WX
  377. station report with the Beam Heading report.
  378.  
  379. NON PACKET DF REPORTS:  Even for stations not running packet or APRS, their
  380. lines of bearings can be quickly entered by any APRS station using the INPUT-
  381. ADD command which adds them to everyone's map in real time.  In this case,
  382. simply select the DF symbol, enter a beam heading, and enter a quality number
  383. between 1 and 8, where 8 is best.
  384.  
  385. DUMB PACKET TERMINAL DF REPORTS:  Non APRS packet stations can also
  386. automatically report their lines of bearing into the system by simply
  387. entering a beacon text in the APRS format with their line of bearing.  The
  388. format for an APRS position report is included in the PROTOCOL.txt file, and is
  389. reporduced here:
  390.  
  391.  BText     !DDMM.xxN/DDDMM.xxW\CSE/SPD/BRG/N0Q/DF report...
  392.  
  393.  Where:     DDMM.xxN is Latitude, DDDMM.xxW is Longitude
  394.             \ (Backslash indicates a Triangle symbol for DFing)
  395.             CSE is course (000 for fixed station)
  396.             SPD is speed (000 for fixedstation)
  397.             BRG is the DF bearing in degrees True
  398.             N0Q is a Quality indicator where Q is a quality value (1-8) and
  399.                 N is an optional Number of HITS indicator. If N is 0, then it
  400.                 means nothing.  Values from 1 to 8 give an indication of the
  401.                 number of hits per period relative to the length of the time
  402.                 period.  So 8 means 100% of all samples possible, got a hit.
  403.                 The N is not processed, but is just another indicator from
  404.                 the automatic DF units.
  405.  
  406.  
  407.  
  408. AUTOMATIC DOPPLER DF UNIT INTERFACE:
  409.  
  410.      To capitalize on the excellent map features of APRS, two stations in
  411. Arizona, Randy KA7UUS and Bob N7LUE @ K7BUC have developed a serial interface
  412. to the popular ROANOKE Doppler DF unit (or any other DF unit that drives an
  413. LED display).  They have added a divide by N counter and a UART to produce
  414. a single ASCII character report 8 times a second or so.  Each character is a
  415. letter from @,A,B,.. ,O indicating the azimuth of the 16 LEDS.  Since some DF
  416. units rotate clockwise and others counterclockwise, the board will optionally
  417. output the lower case letters for the opposite rotation.  A VOX circuit
  418. disables data output when there is no DF signal, and an optional PTT circuit
  419. can be used to disable the DF unit when ever a co-located TNC transmits
  420. the resulting DF data.  This last circuit was necessary to prevent the DF
  421. unit from generating false bearings whenever the packet TNC transmitted!
  422.  
  423.      When the interface is connected to the serial port, APRS accumulates,
  424. averages and calculates the deviation of these samples.  It uses this info
  425. to plot a bearing line in the average direction and also indicates the
  426. variance of the data by the "dottedness" of the line.  A solid line is a solid
  427. non-varying signal, whereas a very dotted line, had a lot of variance in the
  428. reports.  Since APRS averages the data and computes the deviation and
  429. average to 1 degree, the fact that the DF unit is only reporting in 16ths
  430. of the compass is averaged out.  Anyone who has watched a doppler DF unit in
  431. action, understands that the signal bounces everywhere due to reflections
  432. and the distribution of the data is broad enough that the quantization of the
  433. raw data to 4 bits is insignificant.  The add-on N7LUE universal APRS serial
  434. interface is available from N7LUE at the following address:
  435.      Robert Swain, N7LUE
  436.      820 38th St West
  437.      Bradenton, FL 34205
  438.  
  439. Marty Mitchell, N6ZAV at 340? Otero St, Costa Mesa, CA 92626 is selling an
  440. improved version of the ROANOAK DF unit.  His phone number is 714 760-6060.
  441.  
  442. REMOTE DF SITE:   ALthough any APRS site with the DF interface can be an
  443. automatic DF station, the APRS PC computer can be eliminated for remote
  444. site operations.  All that is needed is a DF receiver, the DF unit and
  445. serial interface, and a TNC and packet radio.  By setting the TNC in the
  446. UNPROTO CONVERSE mode, it will simply packetize the data out of the DF unit
  447. periodically for display on all APRS stations on the network!  It is simple
  448. to configure the TNC to do this as follows:
  449.  
  450.   A.  Take the 7.5 characters per second data from the DF unit and connect
  451. them to the serial data input of the TNC.  Take the PTT output of the TNC
  452. and connect it to the optional PTT-SUPPRESS input of the N7LUE interface
  453. to prevent the DF unit from generating erroneous data when the TNC transmits
  454. (and overloads the DF unit).
  455.  
  456.   B.  Set the TNC packet length PACLEN to 75.  On a continuous signal, then,
  457. the TNC will transmit once every 10 seconds after it has accumulated a full
  458. packet of 75 characters.  Each transmission will contain the last 75 samples
  459. from the DF unit!
  460.  
  461.   C.  So that APRS knows where the remote DF unit is located and so that it
  462. knows that the characters from that station are to be treated as bearing
  463. samples, the BText of the DF TNC must contain the TNC LAT/LONG in the
  464. standard APRS format and the station symbol must be the character (\) for a
  465. remote DF site.  The BText format would be BT !3856.55N/07629.11W\DF
  466. station...
  467.  
  468.   D.  APRS software will receive the packet and compute the average direction
  469. for all the characters in the packet and plot it on the map.  In addition
  470. APRS will compute the quality of the result based on the deviation of the
  471. samples and will also note the total number of samples in each packet.  It
  472. will use the quality factors to modify the 'dottedness' of the bearing line.
  473. A good quality line will be solid.
  474.  
  475.   E.  Since the FOX will probably not transmit in 10 second increments, the
  476. TNC is also set to automatically send all bearing samples accumulated at the
  477. end of the fox transmission.  This is done by setting PACTIME to AFTER 10 (1
  478. sec) and CPACTIME to ON.  The PACTIME setting was chosen relatively short so
  479. that a packet is transmitted at the end of each FOX transmission, but before
  480. another station keys up.
  481.  
  482.   F.  To prevent all DF sites from keying up at once at the end of the FOX
  483. transmission, each automatic DF site must have a differnet value of DWait.
  484. Each additional site should have an additional 100 ms.
  485.  
  486.    With the design noted above, each DF site will transmit a maximum of one
  487. packet every 10 seconds, or one packet for every short transmission of the
  488. fox.  With the parameters chosen above for 5 stations, the network would be
  489. pretty well saturated just handling the data from all sites.  This is fine
  490. for intensive operations in search of a FOX or jammer, but a more routine
  491. level of operation could be realized by reducing the data rate from the the
  492. DF unit from 7 to 3.5 characters per second or less.  This would result in
  493. only one packet report every 20 seconds or more which might be more suitable.
  494. At these high data rates, and since a good DF site should have good altitude,
  495. digipeater paths for routing the data should be avoided if possible.
  496.  
  497.  
  498. AUTOMATIC REMOTE SITE DF NETWORK CONTROL:
  499.  
  500. Since the automatic DF interface between a TNC and a DF unit will generate a
  501. lot of packets, there has to be some means for remotely turning it on and
  502. off.  I consider that beyond the realm of APRS, since for a remote DF site,
  503. there must already be some kind of control link in place in order to command
  504. the DF receiver what frequency to listen to.  If such a link already exists,
  505. then the capability is probably also there for enabling or diasabling the
  506. DF/TNC interface.
  507.  
  508.      In the absence of such a control link, however, a very simple remote
  509. control and receiver command link can be derived from the TNC itself!  First,
  510. take the voltage from the CONECTED LED and use it to enable the DF unit
  511. output to the TNC input (some TNC's bring this signal out on one of the RS-
  512. 232 pins).  This way, the automatic reporting will begin as soon as the DF
  513. Net Control station connects to the TNC.  This means of control also has the
  514. advantage of using the serial data channel from the DF Net Control SYSOP up
  515. to the site for setting the frequency of the receiver!  Since APRS software
  516. only checks the TO address for valid APRS data, and does not care whether the
  517. packet is connected or not, it will still be able to monitor all data from
  518. the remote site.  To facilitate this process, APRS now also accepts packets
  519. addressed to DFNET which should be used as the callsign of the NET CONTROL
  520. station.  This is legal, as long as the NET CONTROL station also places his
  521. true call in his BText and sends his beacon once every 10 minutes.
  522.  
  523. DF NET CONTROL OPERATION:    The scenario for this kind of operation, would
  524. be for the network SYSOP to use a dumb terminal in the multi-stream connect
  525. mode to connect in turn to each of the remote sites.  Once each of these
  526. connections is established, each DF station begins sending DF data as long as
  527. the connection is in place.  To disable a site, the SYSOP simply disconnects
  528. from that station.  The only disadvantage of this means of control is the
  529. additional QRM on frequency from all the ACKs required from the SYSOP TNC for
  530. every DF packet transmitted.   Having an alternate means of control, avoids
  531. this CONNECTED environment but adds complexity.
  532.  
  533.