Mitä on APRS ?

Systeemikuva

APRS on radioamatöörien käyttämä liikennöintimuoto, joka on suunniteltu luonteeltaan taktiseen käyttöön. Tavoitteena on välittää järjestelmän käyttäjille yhtenevä karttapohjalla näkyvä tilannekuva tapahtumasta, etsintätilanteesta tai esimerkiksi urheilukilpailusta, ja mahdollistaa lyhyiden tekstimuotoisten viestien välittäminen käyttäjien välillä. Viestejä voidaan lähettää bulletiineina suuremmalle joukolle vastaanottajia, tai henkilökohtaisina viesteinä käyttäjältä toiselle. Paikkatietoja voidaan lähettää liikkuvista kohteista (autot, veneet, lentokoneet) tai kiinteistä kohteista, kuten toistinasemista.

Paikkatietojen ja viestien lisäksi APRS mahdollistaa telemetrian, eli mittaustulosten välittämisen. Tyypillisesti tämä tarkoittaa akun jännitettä, toistinaseman jäähdytysrivan lämpötilaa tai jonkin kytkimen asentoa. Myös sääaseman keräämien tietojen välittämiseen on sovittu menetelmä.

Halpojen GPS-paikantimien yleistymisen ansiosta suosituin APRS:n käyttötarkoitus on kuitenkin liikkuvan aseman, esimerkiksi amatöörin oman auton, seuranta. Kotiväki näkee missä amatööri liikkuu, ja amatööri voi katsoa, mihin auto tuli jätettyä edellisiltana.

APRS-paketteja lähetetään pakettiradiosta tutulla tekniikalla, AX.25-protokollalla kapeakaistaisen FM-lähetteen päällä, yleensä 144 MHz amatöörialueella. Kun pakettiradion käyttö amatöörien välisessä suorassa viestinnässä on menettänyt merkitystään, on käytöstä poistuneille pakettiradiomodeemeille eli TNC:ille ja radioille löytynyt uusiokäyttöä APRS:n parissa. Suomessa ja valtaosassa eurooppaa on käytössä taajuus 144.800 MHz.

Radion ja TNC:n lisäksi tarvitaan tietokone, jossa on jokin APRS-käyttöön soveltuva ohjelma. Vaikka erillistä TNC:täkään ei olisi, radion voi kytkeä tietokoneen äänikorttiin, ja ajaa tietokoneessa sellaisen ohjelmallista vastinetta. Liikkuvalla asemalla paikkatietojen lähettämiseen on näppärintä käyttää tarkoitukseen erikseen suunniteltua tracker:ksi kutsuttua radion ja GPS-vastaanottimen väliin kytkettävää laitetta, tai GPS:ää lukuunottamatta kaikki mainitut komponentit sisältävää radiota (esim. kotimainen hamdr tai tietyt Kenwood:n mallit).

Sanan APRS selitetään nykyisin olevan lyhenne englanninkielisistä sanoista: Automatic Packet Reporting System, mutta alunperin se tuli kehittäjänsä Bob Bruningan, WB4APR:n kutsumerkistä. P-kirjaimella on ollut selitteenä myös "Position", mutta kun systeemille keksittiin paikkatiedottomia viestintäkäyttöjä, selitesanakin vaihtui.

APRS ja Internet

APRS:n suosiota on voimakkaasti kasvattanut 1990-luvulla kehitetty APRS Internet System, APRS-IS. Se on Internetissä toimiva verkko, joka välittää paikallisista radioverkoista kuultuja sanomia, ja johon kytkeytymällä voi vastaanottaa koko muun maailman APRS-liikennettä. Verkkoon voi kytkeytyä APRS-ohjelmalla, ja siitä voidaan kerätä tietoa esimerkiksi WWW-pohjaisen karttapalvelun tietokantaan.

OH7LZB:n kehittämä http://aprs.fi/ on esimerkki mahdollisista lisäpalveluista. Web-palvelun kautta voidaan katsella APRS-näkymää Googlen karttojen ja satelliittikuvien avulla, selailla viestejä, ja seurata mitattuja sää- ja telemetriatietoja.

(Tämän voisi siirtää johonkin yleisempään vapepa-kappaleeseen pois Internetin luota, mainita siinä nettioptiona:) Esimerkiksi VaPePa:n toimintapaikalla voisi olla yksisuuntainen yhdyskäytäväasema (jos paikkakunnalla ei ole kiinteää vastaanottoon kykenevää iGatea/verkkoa) ja nettiyhteys (vaikkapa 3G:llä). Lopputuloksena on mahdollisuus seurata etsintäpartioita karttapohjalla lähes reaaliajassa ja niin monella selaimella kuin mille löytyy nettiyhteydet. Lisäksi vaikkapa aluehälytyskeskus voi seurata samaa näkymää internetistä. Norjalaiset ovat palvelua näin jo hyödyntäneetkin.

APRS-IS-verkkoa käytetään myös Citizens Weather Observer Program:n (CWOP) datan keruuseen. Siinä ei-amatöörit lähettävät kotonaan olevien havaintolaitteiden (esim. Davis:in säämittarit) mittaustuloksia verkon kautta 10-15 minuutin välein eri tietokantoihin.

(nettiversioon)

http://www.findu.com/

CWOP URL ?

Välitinasemat

Välitinasemalla tässä tarkoitetaan ns. Digipeateria, joka toistaa radiolta kuulemansa paketin samalle taajuudelle uudestaan.

Välitinasemat ovat APRS:n verkkoinfrastruktuuria. Tyypilliset APRS "päätelaitteet" ovat melko pienitehoisia lähettimiä ja ennenkaikkea niiden antennit sijaitsevat hyvin alhaalla ja siten ovat varsin maastopeitteisiä. Jotta niiden signaali kuuluisi laajemmalle alueelle, tarvitaan välitinasemia, ns. Digipeatereita jotka sijaitsevat korkealla olevissa mastoissa, kuulevat signaaleja laajalti ja joilla on hieman enemmän lähetystehoakin.

Harvaanasutulla seudulla ei tarvita kovin tiheää digipiitteriverkkoa, jos ne vain ovat kyllin korkealla, ruuhkaisilla seuduilla vastaanottimia pitää olla tiheässä ja aluetta palveleva relelähetin tarvitaan jossakin keskeisellä paikalla, mutta ei välttämättä yhtä korkealla kuin vastaanottimet! Korkeamäkisillä seuduilla tarvitaan ainakin tiheää vastaanotinverkkoa, vaikka lähettimiä olisikin vähemmän.

Yhdellä antennilla yhdessä paikassa toimiva välitin on toki parempi kuin ei yhtään, mutta niiden sijoittelua pitää harkita huolellisesti niin ettei ruuhkaisen alueen liikenne kuulu kauas ympäristöönsä häiriten ruuhkattomampia seutuja. Digipiitterien rakentamiseen halukkaille opastusta antaa "APRS-verkkoryhmä."

Muista myös: Välitinasemat ovat 24/7 käynnissä olevia autonomisia lähettimiä, eli ne tarvitsevat radioamatöörimääräysten mukaisen automaattiaseman luvan.

(Oheiskuvitukseen http://wiki.ham.fi/Kuva:Pitka_aprs-polku.jpg - tai mielummin siitä painokelpoinen versio OH2MNI:ltä ?)

Yksisuuntainen yhdyskäytäväasema: Rx-iGate

Yksisuuntainen yhdyskäytävä radioverkosta APRS-IS verkkoon on "helppo" tapaus. Kyseessähän on kenen tahansa vastaanotettavissa olevaa radioviestintää ja niinpä sellaisen vastaanottimen tekoon ei tarvita edes minkäänlaisia radioamatööritutkintoja.

APRS-IS verkkoon viestejä välittävän laitteen pitäisi kyllä käytännössä antaa oikea amatöörikutsu passcode:ineen siihen verkkoon kirjautuessaan, jotta yhdyskäytävän kautta saadut viestit voidaan välittää ulos kaksisuuntaisilta yhdyskäytäviltä, jos niin katsotaan tarvittavan.

Yhdyskäytävän suositellaan ottavan yhteyttä palvelimeen finland.arps2.net porttiin 14580

Kaksisuuntainen yhdyskäytäväasema: Tx-iGate

Kaksisuuntaisella yhdyskäytävällä on enemmän haasteita. Sääntöjä on varsin paljon siitä, minkälaisia paketteja saa ylipäätään välittää radion suuntaan. Huonosti säädetty yhdyskäytävä tulvittaa radiokanavalle liikennettä jolle ei ole "alueellista taktista merkitystä", tai jolla ei muuten ole vastaanottajaa alueella. Lisäksi se saattaa yksinään lähetellä radiokanavan tukkoon niin että alueelliset liikkuvat asemat eivät saa viestejään läpi!

Kaksisuuntaisen yhdyskäytävän teko on niin haastavaa puuhaa että älä yritä yksin, vaan halukkaiden kannattaa hakea opastusta ja debuggausapua "APRS-verkkoryhmältä," jotta tulos on toimiva.

On myös huomattavaa, että kaksisuuntaisessa yhdyskäytävässä on 24/7 käynnissä oleva lähetin, eli se tarvitsee radioamatöörimääräysten mukaisen automaattiaseman luvan.

Liikkuvan aseman tekeminen

Liikkuvalla APRS-asemalla tulisi olla jonkinlainen navigointilaite (nykyisin GPS) joka kertoo aseman ajantasaiset koordinaatit. Tällainen GPS-laite kytkettynä sarjalinjalla sopivaan ns. Tracker laitteeseen ja radioon mahdollistaa hetkittäisten sijaintikoordinaattien lähetyksen radioverkkoon ja sieltä edelleen kaiken nielevään internetin päällä palvelevaan APRS-IS runkoverkkoon, josta tiedot kulkeutuu mm. http://aprs.fi/ webiin.

Tracker laitteita ovat mm.:

Hamdr - MDR150 softamodifikaatio radioamatöörikäyttöön
Kenwoodin monet VHF radiot
TinyTracker sarja
OpenTracker sarja

Kahdessa ensimmäisessä on radio mukana, TT ja OT ovat yksinäisiä laitteita jotka tarvitsevat GPS:n ja ulkoisen radion.

Oleellista ovat seuraavat asetukset, detaljit hieman vaihtelevat:

Sanoman lähettäjän AX.25 osoite
Sanoman vastaanottajan AX.25 osoite on yleensä "APRS" tai joskus jotain muuta joka kertoo ohjelmiston
Sanoman välityspolkutiedoiksi mieluiten: WIDE1-1,WIDE2-1
Paikkatiedon oletuslähetysväliksi 5-8 minuuttia
Käynnistetään ns. "Smart Beaconing", jos sellaista laitteesta löytyy.

Paikkatiedon toistaminen enemmän kuin kahdesti tuolla WIDEn-N systeemillä ei ole suotavaa, eikä sellainen ole edes tarpeen. Mitä useammin pakettia toistetaan radioverkossa, sitä laajemmalle alueelle se leviää, yhdelläkin välittimellä helposti 100 kilometriä, mitä laajempi radiojakelu ei lähiseudun taktisen tilannetiedon suhteen välttämättä ole tarpeen. Sanoman välityspolun liika laveus on jopa erittäin haitallista: sen sijaan että sanoma leviäisi vain 100-200 km etäisyydelle, se saattaakin levitä Tampereen tienoilta lähetettynä kaikkialle Suomeen (WIDE4-4 riittää moiseen ylilyöntiin.) Lisäksi se saa tyypillisen 0.5 sekuntia kestävän lähetteen varaamaan radiokanavaa vastaavasti pitempään - jopa 20 sekuntia, kun sitä toistellaan useasti.

Lyhyellä välitysjakelulla ja harvalla toistovälillä kanavalle mahtuu enemmän käyttäjiä!

Aiheesta lisää:

http://wiki.ham.fi/APRS_digipiittauspolkuesimerkki

APRS ja koti-PC

TODO: PC ohjelmia ? Viite erillisiin artikkeleihin ?

APRS-IS-yhteyteen kykenevä aprs-sovellus, xastir, aprs-scs, winaprs, jne

APRS ja VHF keliseuranta

APRS digit ja Tx-iGatet lähettelevät omia tietojaan melko säännöllisesti radiolle ja keräämällä tietoa että mitkä kaikki digit/igatet ovat ne kuulleet, voidaan seurata 144 MHz bandin kelien kehittymistä.

Tämä ei onnistu normaalin APRS-IS verkon läpi, vaan ainoastaan silloin kun kaikki iGatet lähettävät kuulemansa paketit palvelimeen finland.aprs2.net porttiin 14580. Siellä on keino ottaa kaikki kuultu liikenne tutkintaan ilman duplikaattisuodattimia, jotka normaalitilanteessa poimivat samasta kuullusta paketista vain ensimmäisen palvelimelle ehtineen. Etenkin jos iGate lähettää liikennettä jonnekin muualle kuin edellämainittuun palvelimeen, normaali duplikaattisuodatin hävittää keliseurannan kaipaamat duplikaatit.