home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Shareware Overload Trio 2 / Shareware Overload Trio Volume 2 (Chestnut CD-ROM).ISO / dir24 / aprs60.zip / WX.TXT < prev    next >
Text File  |  1994-09-23  |  22KB  |  345 lines

  1. VER 5.9d              USING APRS IN WEATHER AND SKYWARN APPLICATIONS
  2.  
  3.  
  4. New in version 5.9d:  WX reporting periodicity is variable depending on
  5.                       settable WIND speed threshold and RAIN/BARO values
  6. NEW in version 5.8a:  Remote stand-alone ops of ULTIMETER-II with PACCOMM
  7.  
  8.      The Automatic Packet Reporting System (APRS) is an ideal tool for
  9. reporting weather conditions via packet.  The system is compatible with both
  10. human entry as well as automatic weather station entry of weather conditions.
  11. There is a $9 serial interface option in APRS to accept the serial output of
  12. the ULTIMETER-II home weather station.  With this connection, your wind
  13. conditions, temperature and optionally rain information are all automatically
  14. inserted into your position/weather report packet.  You can even mount an
  15. Ultimeter-II remotely with only a TNC and Radio, and have it periodically
  16. report the remote weather conditions.
  17.  
  18. In the APRS system, current conditions at any station are broadcast
  19. to all stations on the net in a periodic fashion.  Not only are these
  20. individual conditions available to all stations on the net, but also
  21. importantly, the location of these conditions are also displayed.  There are
  22. several capabilities of APRS that are directly applicable to the SKYWARN:
  23.  
  24.  MAP DISPLAY - Shows the location of all reporting stations, their wind
  25.      speed and direction.  Can also show the location of other objects, such
  26.      as reports of TStorms, Hail, Tornados, etc
  27.  
  28.  WEATHER ONLY - Using the normal J command, Just weather stations can be
  29.      displayed on the map to eliminate the clutter of other packet stations.
  30.      There is a WEATHER menu of commands, and the APRS N key will cycle through
  31.      each APRS weather station in turn and display the weather conditions for
  32.      each one in a box on top of the screen.  The location of the displayed
  33.      station is highlighted with a blue circle.  Whenever a new report comes
  34.      in from the selected station, the weather window is automatically updated.
  35.  
  36.  REPORT BROADCASTS - The individual station weather conditions can be manually
  37.      placed in the Beacon Broadcast from each station or automatically using
  38.      the APRS WX option ($9) and ULTIMETER-II serial interface.  These reports
  39.      are typically broadcast evrey 10 minutes.  The report is also available
  40.      at anytime if an APRS user sends the WX station an APRS Query.  There is
  41.      a special WX query that will request all WX stations to immediately
  42.      report.
  43.  
  44.  STORM/HURRICANE TRACKING - Any station may place a storm or other object on
  45.      his map, and the same symbol will be transmitted to all other stations
  46.      in the net.  This is ideal for transmitting the location of a storm or
  47.      Hurricane.  If the course and speed of advance of the storm is included
  48.      in the position report, then the object will automatically be dead-
  49.      reckoned on all screens until the next update.  Any station can update
  50.      the location of the storm as information becomes available.  The updating
  51.      station will automatically overwrite all posits in the net and will
  52.      become the new reporting station for the object.  This prevents duplicate
  53.      reporting and eliminates dependency on reporting stations that might
  54.      disappear and not update an object that they originated.
  55.  
  56.  NOTE:  Since APRS dead-reckons the position of moving objects as time
  57.      progresses, the symbol on the map is presented where it SHOULD be, but
  58.      NOT where it was when first reported.  If you use the cursor to try to
  59.      hook one of these objects on the map, you must hook the little gray
  60.      circle which marks the position of the actual report, and not the
  61.      symbol itself.
  62.  
  63.  NATIONAL WEATHER SERVICE DISPLAY - KD4UYR in FLorida had written a data base
  64.      program that would parse National Weather Service hourly bulletins into
  65.      APRS compatible Backup files.   After version 3.10, APRS has built-in
  66.      commands to perform this function on line!.  See below on the details.
  67.  
  68.  OPERATOR MESSAGES - The Point-to-point message capability can be used
  69.      for operator to operator messages and alerts.
  70.  
  71.  COMMENTS   -  Transmitted along with each position report, there is a
  72.      short comment field which can be used to report weather conditions,
  73.      station status, intentions or other broadcast type information.
  74.  
  75.  VEHICLE TRACKING - APRS can track the movements of any mobile with a GPS or
  76.      LORAN receiver properly interfaced to a packet TNC.
  77.  
  78. SKYWARN APPLICATION:   The map display has the capability of presenting both
  79. a station's position and his course and speed.  APRS recognizes a special
  80. weather report indicator (_) so that all Wx reporting stations are highlighted
  81. in blue and the software recognizes that their course and speed indicators are
  82. for wind reporting and not for station course and speed.  Note that APRS does
  83. not recognize 000 as North, but instead recognizes 360.  A value of 000 is
  84. assumed to mean there is no wind direction available.  Other than for the
  85. automatic ULTIMETER-II interface, the comment field can be used for a variety
  86. of free-format weather reports which can be tailored to the conditions at any
  87. time.  Since a manually entered WX report should retain the time that it was
  88. valid, APRS will not update the date and time of each stations position (WX)
  89. report unless the automatic ULTIMETER-II interface is operating.
  90.  
  91.     In addition to the weather data and comments on the Plist, the station
  92. Beacon Text is also available for broadcasting additional amplifying info.
  93. Any station running APRS simply calls up the LATEST display and sees the
  94. current conditions from all stations on one screen.  Similarly, he calls up
  95. the map display and sees the location of all stations and all specially
  96. reported conditions.  Any authorized station can insert the location of any
  97. special object on the map.  The location of that reported object or condition
  98. is displayed on all screens in the network.  Even non-packet voice stations
  99. making a weather report can be placed on the map (like an object) by another
  100. APRS packet operator.  His station will appear similar to any other APRS
  101. weather station, except that his report will include a marker indicating that
  102. he was manually placed on the map by another operator.  We have used APRS on
  103. weekends for reporting the Chesepeake Weather and Traffic net.  Load the
  104. SKYWARN.BK file to see the APRS network during one of these nets.  Also see the
  105. new section on how to load National Weather Service reports onto your APRS map.
  106.  
  107. NATIONAL WEATHER SERVICE HOURLY BULLETINS
  108.  
  109.      KD4UYR Kevin, in Clearwater Florida wrote a database program to crunch
  110. the NWS hourly weather bulletins into APRS compatible BACKUP files.  He could
  111. then load them into APRS for display on the map.  I have added this feature to
  112. APRS in the WEATHER menu.  The GetNWS command will search the NWSposns.DAT
  113. file for all NWS stations within the boundaries of the current APRS map
  114. display.  If the map is larger than 256 miles, then only a radius out to 250
  115. miles is selected to prevent overloading the L and P lists.  Similarly a
  116. minimum radius of 32 miles is also used to be sure that at least one NWS
  117. station is found.  The database only had NWS locations to the nearest whole
  118. minute, so the positions are only accurate to the nearest mile or so.  This
  119. process is my easy way of selecting the stations that you want  to display.
  120.  
  121.      The LOAD-WX-DATA command is used for loading the NWS data if available.
  122. This command will ask you for the name and path to a text file containing the
  123. downloaded NWS hourly reports.  This file can be obtained from most of the
  124. commercial data servers or various BBS's.  Do not ask me where to find them...
  125. The real WX nuts out there seem to have no trouble finding them, but in most
  126. cases it is a pay as you go service...  APRS will then scan through the NWS
  127. bulletin file looking for each station that you have on your APRS P-LIST.  If
  128. it finds a matching NWS bulletin, it will parse out the Wind speed/direction,
  129. the temperature and dew point and the barometric pressure and place these on
  130. the P-list.  THen it will take the remainder of the report and place it in the
  131. L-list so that you can see the raw data which includes other notes about cloud
  132. cover and special conditions.  In both cases, the time of the entry in the P
  133. and L-list will be the time of the NWS report (in local time).  The date is
  134. assumed to be the current date.
  135.  
  136.      Unfortunately, these reports were designed for human reading and are also
  137. generated by hand at all the NWS sites.  There are frequently errors or in-
  138. properly formatted reports.  By looking at the L-List, most of these errors
  139. can be detected.  If APRS can not make sense out of the report, it indicates
  140. with the words "garbled report" on the P-list.  Once you have the display you
  141. like, you can select stations on the P-list for uplink to the net as desired.
  142. Since it is easy to generate lots of data and packets in this manner, I hope
  143. that stations will be considerate and not overload the channel.  Once everyone
  144. on the net sees the reports, the uplinking station should consider Quitting to
  145. uplink in order to reduce QRM.  Once the uplinked reports are no longer valid,
  146. the uplinking station should KILL them which will kill them from everyones
  147. display (they will still be on everyone's P-list, however, for subsequent
  148. display using the SHOW command).  Remember that KILL just marks them for
  149. NOT displaying so once you KILL them, you need to continue UPLINKING the KILL
  150. status for several beacon periods to be sure you killed everyone's version
  151. that is on the net.
  152.  
  153. DEMONSTRATION:  To get an idea of how APRS works in a SKYWARN or other weather
  154. reporting environment, load the backup file SKYWARN.BK using the FILES-LOAD
  155. command.  The stations would normally be bright blue, but all stations fade
  156. to gray if they have not been heard from in over 2 hours.  Use the P command
  157. to pull up the position/weather reports and notice the format for the station
  158. W3ADO.  That station is reporting the wind and temperature automatically
  159. using the optional ULTIMETER-II interface.  To demonstrate the NWS capability,
  160. center your map on FLorida at the 128 mile range enter the WEATHER-GET_NWS_
  161. SITES command.  Once all the NWS stations appear on the map, then enter
  162. the WEATHER-LOAD_WX_FILE command to load the sample NWS data file provided by
  163. KD4UYR.  Look at the P and L-lists to see what is going on...
  164.  
  165. ULTIMETER-II INTERFACE:  To permit automatic weather station reporting, APRS
  166. includes an optional serial interface to the ULTIMETER-II home weather station.
  167. (I offered to develop one for DAVIS instruments, but they call their data
  168. propriatary and will not share it with HAMS).  The optional APRS
  169. WX routine is activated by a separate validation number ($9).  Once activated,
  170. APRS accepts the serial data output of the ULTIMETER-II and puts the
  171. information in your stations position/weather packet automatically for
  172. unattended weather reporting.  (If you have a different home weather station
  173. that has a serial data output, and can convince me that it is worth the effort
  174. and widespread in the HAM community, let me know.)  The ultimeter comes in
  175. two configurations which are not distinguishable by the user.  One version
  176. ouputs wind in MPH and the other in KPH.  The user display can select either
  177. units, but the serial output is always the same.  The difference is that the
  178. MPH units begin each line with a * while the KPH units begin each line with
  179. the # sign.  In version 4.05, APRS recognizes this difference and converts
  180. the # units to MPH by dividing by 1.6.
  181.  
  182. RAIN VALUES:  In the Ultimeter-II, two rain count accumulators are maintained.
  183. These are both incremented every time the rain gage clicks.  The normal gage
  184. clicks every tenth of an inch of rain.  A special order gage clicks every
  185. one-hundredth of an inch.  In version 4.05 APRS asks you which gage you have
  186. so that all on the air reports are in tenths of an inch.  Since the U-II
  187. values only have meaning if everyone knows when they were last reset, APRS
  188. keeps a running accumulation every 10 minutes for the last hour so that it
  189. can compute and transmit only the difference in rain for the last 60 minutes.
  190. This way the rain reading has some meaning without prior knowledge by all
  191. stations receiving it.  This rain/hour is intended for severe storm watches
  192. and other interest in real-time conditions.   A reading of /R12 means that
  193. 1.2 inches fell in the last hour.  After 60 minutes, this value will return
  194. to zero.
  195.  
  196.     After my first heavy rain fall, I came home a few hours later and of
  197. course, the RAIN/HOUR report was then showing 0, since more than an hour had
  198. passes since the last rain!  Obviously, this RAIN/HOUR is only good for
  199. skywarn, so I added a Precipitation field that shows the RAIN/DAY.  This
  200. satisfies the curiosity of the casual APRS stations that just want to see
  201. how much rain we had during the last 24 hours.  A reading of /P16 means that
  202. 1.6 inches have fallen since the same hour yesterday.  The format we are now
  203. using looks something like this:
  204.  
  205.    .../LAT/LONG/CSE/SPD/Txxx/Dxxx/Rxx/Pxx/Bxxx/free text comments...(auto)
  206.  
  207.    Where  CSE and SPD show the wind conditions
  208.           /T and /D are temperature and DewPoint
  209.           /R and /P are Rain per hour (tenths) and Rain/day
  210.           /B is barometric pressure in inches (ignoring the leading 2 or 3)
  211.           (auto) means it is an automatic report and therefore is current
  212.           Any field not available is not included
  213.  
  214. With the WX interface enabled, the normal APRS decaying of position/wx reports
  215. still holds as long as nothing changes (except the wind).  This way, redundant
  216. WX reports do not cloud the channel.  If any value, Position, temperature,
  217. rain, barometric pressure, or comments change, then the periodicity is reset
  218. to the value set in the alt-SETUP-POSrate command.  Since the wind is the most
  219. changing parameter, in version 5.9d I added the WX-WIND command to allow you
  220. to set a Wind threshold.  Whenever the wind is above that threshold, the
  221. reporting period is also reset to the POSrate value.  Nominally, you might
  222. want to set the POSrate value to about 4 minutes or so.  This way, during
  223. changing WX conditions, or wind speeds above your threshold, the WX is
  224. reported every 4 minutes.  Otherwise, the period rapidly decays back to the
  225. maximum APRS delay period (default is 15 minutes).  For a weather station,
  226. you might want to change this MaxPeriod to about 10 minutes so that stations
  227. in the net get at least 6 wx reports per hour.  To change this value, you must
  228. use a DOS editor to change it in your CFIGxxx. file.  You will find it listed
  229. as 750, Maximum time period between packets. (750 seconds = 15 minutes).  Of
  230. course, a WX/position report will be transmitted by the APRS station at
  231. anytime, in response to an APRS query; either an ALL NET Query, ?APRS, or
  232. a Wx only Query, ?WX,  or a one station Query (by sending ?APRS in a message).
  233.  
  234. SERIAL INTERFACE CABLE:  Peet Bros sells a serial interface cable with a DB-25
  235. connector to RJ-11.  (Note, this is a DB-25, not a DB-9).
  236. Since the ULTIMETER-II has no negative supply, a 5 K pulldown resistor is
  237. added to the DB-25 connector between Pins 2 and 3.  This uses the -5 or -12
  238. volts on the TXD line to bias the RXD line.  When I plugged in a standard phone
  239. line connector to the ULTIMETER-II serial data output (unmarked connector on
  240. their junction box, or side of the Display unit), I found the data output on
  241. the green and black wire of the RJ-11.  Black is data ground, and green was
  242. RXD.  I do not know if the wire colors are standard but they would be either
  243. 1 and 3, or 2 and 4 depending on which side is up, and the ground is the one
  244. at the end.  The Peet Bros cable includes transient protection and RF filtering
  245. to protect your computer as well as the bias resistor.  Remember, the
  246. annemometer is like an antenna, high in the air.  It can radiate RFI and take
  247. lightening charges...
  248.  
  249. REMOTE ULTIMETER-II OPERATION:  There are two ways to combine a TNC and U-II
  250. for stand-alone remote operation.  One uses the new features in the PACCOMM
  251. TNC to periodically transmit a WX report, and the other permits APRS stations
  252. to interrogate the WX conditions remotely.  Here's how:
  253.  
  254. PACCOMM:  Simply program the PACCOMM GPSSTRING parameter to recognize the * or
  255.    # character instead of the usual GPS formats.  Then set LOC to every 600
  256.    and GPS ON and the TNC will load the WX report into the TNC LText and
  257.    transmit it once every 10 minutes.  Also SET ECHO off!  This is because the
  258.    U-II uses a 10k resistor on the TXD line to bias the RXD line.  If the
  259.    TNC is echoing the U-II data, then total garbage results!  (Thanks to Jeff,
  260.    KD4GOE in Mobile, ALA for figuring that one out!)
  261.  
  262. OTHER TNC:
  263.    1) Install the U-II and a TNC at the remote site.  Install a data switch
  264.    so that U-II data is only input to the TNC when the TNC is connected by
  265.    either wiring to the CONNECTED LED or to the DCD line if implemented
  266.    2) Place the TNC location in the BText using the usual APRS fixed format
  267.    with the WX (_) symbol:    !LLmm.xxN/LLLmm.xxW_Remote U-II WX station...
  268.    3) If the TNC is also serving as a WIDE area APRS digi, place the word
  269.    WIDE at the beginning of the comment field so that it shows up in green,
  270.    and include a note that WX is available.  Set MYA WIDE.  Set your UNPROTO
  271.    path to UNproto APRS via WIDE,WIDE... (assuming there are other WIDEs
  272.    nearby)
  273.    4) Set LFIgnore ON.  Set CHECK to 6 and AX25 off so that the WX connection
  274.    will time out after 60 seconds.
  275.  
  276. At this point, any station connecting to the TNC will get the short ULTIMETER
  277. 15 character weather strings as long as they are connected.  The following
  278. changes were made to APRS so that the connected station and all OTHER
  279. monitoring stations could see the data.
  280.  
  281.    a) APRS now looks for the U-II data (even if not transmitted to APRS)
  282.       so everyone on frequency sees the WX displayed, although it is being
  283.       transmitted via a CONNECTION to only one station.
  284.    b) The station that connected to the TNC has to be able to see the data
  285.       also.  To enable this, he must first turn MCON ON so that he can monitor
  286.       while connected, second, he must escape out of the APRS TALK mode so
  287.       that APRS can process the data.  In 5.00 you can use the alt-X key
  288.       instead of ESC to return to APRS.  Alt-X will leave your connection
  289.       intact instead of forcing a Disconnect as it usually does.  This feature
  290.       is not documented anywhere else, since it only is useful here for WX.
  291.    c) As long as you are connected to the remote TNC, the U-II data will be
  292.       transmitted about once every 5 seconds.
  293.  
  294. Since the remote site can also be a WIDE area digipeater, it should show the
  295. WX circle symbol, but it will be GREEN to indicate it is also running with
  296. the ALIAS of WIDE.  Whenever U-II data is transmitted, APRS will overwrite
  297. the digipeater position with the Ultimeter-II WX/posit report.  The last WX
  298. heard will remain in the P-list and on the screen until the next BText is
  299. transmitted by the DIGI TNC.
  300.  
  301.  
  302. We are encouraging the Manufacturer of the Ultimeter to make a HAM/TNC mod
  303. so that the U-II can be connected to a remote TNC and it will only ouput
  304. WX data once every 6 minutes or so.  If the TNC is placed in the CONVERSE
  305. mode, these short WX reports will be transmitted.  This type of operation
  306. will automatically update all APRS users of all remote site Weather
  307. conditions on a periodic basis.  Until this new device is available,
  308. however, the system described above will work and will actually provide a
  309. more responsive display of short term weather conditions while someone is
  310. connected.
  311.  
  312.  
  313. DATA LOGGING:  In APRS version 3.07, I have modified the POSITION FILTER
  314. command so that it can be used to log weather data.  The position filter is
  315. normally on, and it causes APRS to NOT save duplicate position reports that
  316. are within 80 yards of a previous report.  When this filter is toggled OFF,
  317. it reduces this filter range to 10 yards AND enables all WXstation logging.
  318. In this mode, all WEATHER station reports are saved in a track history file.
  319. All over-the-air reports are only received once every 10 minutes, but your own
  320. report will be saved at the rate set by the Set-Pos-Rate command.  Note
  321. that this did not work for your own station until version 3.10.
  322.  
  323. AUTOWX.EXE:  This is a program written by Les, N5KOA to also interface the U-II
  324. to a TNC with a PC.  It allows a direct connections for WX info, it does WX
  325. beacons in APRS format, and allows continuous logging of WX data to a binary
  326. file just like the U-II ULTIITSR program.  I have not used nor tried this
  327. program.  See Les's documentation in the AUTOWX.DOC file (in README directory)
  328.  
  329. FINAL NOTES:  Since the WXstation option is always updating your outgoing
  330. position report, this makes it impossible for a WX station to report a beam
  331. heading during a Direction Finding evolution.  If you use the BEAMHEADING
  332. command to enter a beam heading on a Fox or Jammer, then your WX station
  333. is disabled.  To restore your WX station, restart the program.
  334.  
  335. $$$  The ULTIMETER-II is available from PEET Bros 1-800-USA-PEET (872-7338)
  336.      for $179 plus $20 for their Serial interface cable and $60 for the
  337.      optional rain guage (self emptying, reads in 0.1 inches) plus shipping
  338.      of $8.25.  (For APRS, you don't need their $40 software but it is a good
  339.      package for doing the usual home WX logging and analysis)  See adds in
  340.      QST, CQ, Popular Mechanics, etc... (these were 1993 prices)
  341.  
  342. $    The optional APRS registration for the ULTIMETER-II is available from
  343.      the author for $9 and may be ordered with APRS or as an option later.
  344.  
  345.