APRS

APRS - Automatic Position Reporting System

APRS on WB4APR:n alullepanema "paikallisen taktisen tiedon siirtoon kehitetty radiopohjainen järjestelmä", vapaasti suomennettuna WB4APR:n kotisivuilta. Käytännössä tämä tarkoittaa mm. autoissa, veneissä ja kiinteillä radioamatööriasemilla olevien APRS-protokollaa käyttävien lähettimien seurantaa esimerkiksi karttaruudulla (esim. http://aprs.fi/) pieninä symboleina sekä asemien välistä tekstipohjaista viestintää.

Suomessa APRS-liikenne on etupäässä 1200 bps AFSK:ta taajuudella 144.800 MHz. 70 cm aktiviteettia on myös ainakin Tampereella ja pääkaupunkiseudulla taajuudella 432.500 MHz.

APRS-aiheisia artikkeleita löytyy sivulta: http://wiki.ham.fi/Luokka:APRS

APRS asetukset erilaisille asemille. Lyhyesti ja myös pidemmillä selityksillä.

Asema

Tyypilliseen liikkuvan APRS-aseman kokoonpanoon kuuluu NMEA-0183-ulostulolla varustettu GPS-vastaanotin, 2 metrin radioamatöörialueen FM-lähetinvastaanotin antenneineen sekä APRS-yhteensopiva pakettiradiomodeemi tai yksinkertaisempi pelkkään APRS-lähetykseen soveltuva "enkooderi". Suoraan APRS-yhteensopiva pakettiradiomodeemi on esimerkiksi Kantronicsin KPC-3(+). Pelkkinä enkoodereina toimivat mm. N1VG:n OpenTracker ja Byonicsin TinyTrak. Kenwoodin 2m/70cm käsiradio TH-D7 ja mobileradiot TM-D700 TM-D710 sekä Yaesun 2m/70cm käsiradio VX-8R sisältävät itsessään TNC:n ja perus-APRS-toiminnallisuuden. Yaesu/Standardilta on myös tulossa markkinoille 2m/70cm autokone, jossa on APRS-toiminnallisuus.

Suomessa suosittu APRS-lähetin on MDR150 "Hamdr", jota SRAL ja myöhemmin myös RATS on levittänyt laajalti ympäri maan. Myös R58-sarjan Mopet osaavat lähettää APRS-paketteja.

APRS-aseman ja -verkon toimintaan vaikuttavat useat asetukset. Jonkinlaista ohjenuoraa asetusten tekemiseen voi etsiä muutamia APRS-asetuksia tarkemmin käsittelevältä sivulta.

Verkko

Pääartikkelit: APRS digipiitteri ja APRS iGate

Koska yksittäisten, varsinkin liikkuvien, APRS-asemien radiokantama ei ole itsessään kovin hyvä, on APRS-verkossa yleensä korkealle sijoitettuja, hyvän kuuluvuuden omaavia ns. APRS digipiittereitä. Digipiittereiden tehtävänä on vastaanottaa APRS-asemien lähettämiä paketteja ja automaattisesti toistaa ne samalla taajuudella. Kahden tai useamman digipiitterin kuullessaan suoraan toisiaan voidaan yhden digipiitterin toistama paketti toistaa uudestaan naapuridigipiittereillä, jolloin kantama laajenee entisestään. APRS-verkko toimii protokollatasolla toimintaa tarkasteltassa varsin anarkistisesti ja jossain määrin ennalta arvaamattomasti, mutta käytännössä systeemi toimii yllättävän hyvin, kunhan kanavan liikennetiheys ei kasva kovin suureksi ja digipiittereiden sijoittamisessa käytetään järkeä.

Digipiittereiden lisäksi APRS-verkoissa on usein Internet-yhdyskäytäviä, lyhyesti sanottuna APRS iGateja. APRS iGate saattaa sijaita samassa paikassa digipiitterin kanssa, mutta ne voivat myös toimia toisistaan riippumattomasti. iGate välittää radiotiellä kuulemansa paketit Internetissä toimivaan APRS-IS-verkkoon, joka siis yhdistää iGateja ympäri maailman. Osa iGateista välittää APRS-liikennettä myös Internetistä takaisin radiopohjaiseen APRS-verkkoon, mutta Internetin ja APRS-radioverkon siirtonopeuksien suurien erojen ja lupateknisten syiden vuoksi radioverkkoon ei voi täysin kontrolloimatta päästää Internetin kautta vastaanotettuja APRS-paketteja.

APRS-paketteja välitetään Digipiittereillä seuraavilla viidellä tavalla:

1. RELAY on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia
2. WIDE on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia
3. TRACE on yksinkertaista digipiittausta ilman duplikaattieliminointia, mutta välittäneen aseman kutsun lisäyksellä polkuun
4. WIDEn-N on "N-tulvitusta" duplikaattieliminoinnilla, mutta ilman välitysreitin seurattavuutta (traceability)
5. TRACEn-N on "N-seurantaa" duplikaattieliminoinnilla ja välitysreitin seurattavuudella (traceability)

Näistä kaksi viimeistä vähentää radiokanavalle ajettavien uusintalähetysten määrää vähentäen kanavan ruuhkaisuutta ja siten parantaen sanomien läpimenon todennäköisyyttä.

Edellä duplikaattieliminointi tarkoittaa että jos radiolla kuultu paikkatieto on tuttu alle 30 sekunnin sisällä kuulluista ja edelleenvälitetyistä, sitä pakettia ei lähetetä uudelleen.

Artikkelissa APRS digipiittauspolkuesimerkki kerrotaan mitä tapahtuu jos polku on liian lavea (mutta duplikaattieliminointi toimii. Ilman sitä 1. ja 2. vyöhykkeiden välillä esimerkin WIDE4-4 paketti viettäisi hyvän tovin pomppimasssa niiden välillä.)

Bruninga kertoo oheisissa linkeissä tästä "n-N" konseptista, jossa aiemmat "RELAY,WIDE" välitinpolut korvataan "WIDEn-n" poluilla:

• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/aprs/fix14439.html
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/APRS-docs/DIGIS.TXT
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/APRS-docs/paths.txt
• http://www.ew.usna.edu/~bruninga/aprs/new-eu-paradigm.txt

Käytännössä Suomessa riittää VIA-poluksi "WIDE2-2"

Bruninga esittää mobiileille poluksi: "WIDE1-1,WIDE2-1"

Protokolla ja radiokanava

Radiotiellä käytetään suurimmaksi osaksi lähetelajina FM:ää, johon AX.25-protokollan mukaisesti siirrettävä tieto liitetään 1200 bps AFSK:lla. Radioamatööripiireissä tämä lähetelaji tunnetaan yksinkertaisesti 1200 bps pakettiradiona.

APRS-liikenne tapahtuu radiotiellä käyttäen ainoastaan ns. UI-paketteja, eli kaikki paketit ovat yksittäisiä irrallisia datayksiköitä eikä AX.25-taso takaa niiden perillemenoa. Ylivoimaisesti suurin osa radioamatöörien APRS-liikenteestä tapahtuu 144 MHz alueella, mutta tarkka taajuus vaihtelee maantieteellisen sijainnin mukaan.

APRS käyttää siis kontrollitavussa arvoa 0x03 ja PID-tavussa arvoa 0xF0. Payloadin tekstisisältö on sitten erilaisten ad-hoc sekoilujen tuote, joka toimii yhteensopivasti lähinnä hyvällä tuurilla, vaikka jonkin verran systeemiä on koetettu myös normittaa "virallisen" protokollan dokumentoinnilla.

Taajuudet

Pääartikkeli: APRS taajuudet

IARU R1 Eurooppa/Afrikka	144.800 MHz NBFM AFSK
IARU R1 Eurooppa/Afrikka	433.800 MHz NBFM AFSK
IARU R1 vaihtoehtoinen, Suomi	432.500 MHz NBFM AFSK

Suomessa APRS-liikenne on etupäässä kapeakaistaista FM:ää taajuudella 144.800 MHz. 70cm bandilla IARU R1:n käsikirjan taajuus on 433.800 MHz, mikä on keskellä ISM häiriöitä ja melko käyttökelvoton vähääkään isommissa asutuskeskittymissä. Vuonna 2009 R1 kokous päätti vaihtoehtoisesta taajuudesta 432.500 MHz. Tämä on käytössä Suomessa.

Myös HF:llä on joitakin taajuuksia, mutta lähinnä USA:ssa.

Ohjelmat

Tähän on listattu käytetyimpiä asiakasohjelmia. Täydellisempi lista on APRS-ohjelmat-sivulla. APRS-ohjelmia löytyy myös APRS-IS-asiakasohjelmasivulta ja Curtin, WE7U ylläpitämästä APRS-ohjelmien ominaisuustaulukosta.

• Xastir on unixeissa ja windowseissakin cygwinin avulla toimiva avoimen lähdekoodin APRS-asiakasohjelma
• UI-View on windowseissa suosituin APRS-yhteensopiva ohjelma. UI-Viewin tekijä Roger Barker, G4IDE, menehtyi syöpään syksyllä 2004 ja ydinohjelman kehitys on hänen tahdostaan lopetettu.
• AGW Packet Engine et.al. on SV2AGW:n kehittämiä APRS-ohjelmia Windowsiin
  • KC2RLM SoundcardPacket - työkaluja ja ohjeita AGWPE modulin käyttöönottoon

APRS-verkon rakentamiseen suunnatut ohjelmat:

• Digi_ned on monipuolinen ja laajasti konfiguroitavissa oleva digipiitterisofta
• Aprx on aktiivisesti kehitettävä täyden palvelun IGate- ja digipiitterisofta
• Aprsg on APRS-verkkojen yhdistelyyn suunniteltu IGate-softa

IGate-ohjelmista kerrotaan lisää APRS iGate-sivulla.

Linkkejä maailmalle

• http://www.tapr.org/aprs_working_group.html - APRS Spec 1.0.1 - August 31, 2000
• Ta-Trak
• Byonics:in TinyTrack on pienikokoinen APRS pakettiformatteri, lisää vain GPS ja radiolähetin...
• OpenTRAC on uusi APRS:ää paremmin määritelty protokolla samantyyppiseen käyttöön
• http://aprs.fi/ on reaaliaikainen APRS-karttasovellus, toimii Google Maps:n avustuksella (entinen aprs.he.fi)
• http://aprs.ham.fi/ kertoo missä Suomessa oleva APRS-asema majailee Kansalaisen Karttapaikan avustuksella
• Findu näyttää www-selaimessa vaihtelevanlaatuisella karttapohjalla missä APRS-asema luuraa
• OH6VM:n sivuilta löytyy tietoa APRS:stä suomeksi
• tf8bk:n ohjeet kuinka UI-View configuroidaan digipiitteriksi ja iGateksi
• IRCnet: #aprs