Ero sivun ”APRS esittely” versioiden välillä

Radioamatööriwikistä
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
>Rha
>Oh2mqk
 
(131 välissä olevaa versiota 6 käyttäjän tekeminä ei näytetä)
Rivi 1: Rivi 1:
<div class="floatright">__TOC__</div>
<div class="floatright">__TOC__</div>
{{stub}} '''Luonnos artikkeliksi Vipuseen'''
::{| FRAME=1
|-
| Tämä artikkeli on myös netissä osoitteessa: http://wiki.ham.fi/APRS_esittely
|-
|}
= Mitä on APRS ? =
= Mitä on APRS ? =
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 tulee englanninkielisistä sanoista: ''Automatic Position Reporting System'', ja sitä käytetään luonteeltaan taktiseen ( eli "tilannekuva juuri nyt" ) käyttöön.
APRS on radioamatöörien käyttämä liikennöintimuoto, joka on suunniteltu paikalliseen taktiseen käyttöön. Tavoitteena on välittää järjestelmän käyttäjille yhtenevä, karttapohjalla näkyvä lähialueen tilannekuva tapahtumasta, esimerkiksi etsintätilanteesta tai juoksukilpailusta, ja mahdollistaa lyhyiden tekstimuotoisten viestien välittäminen käyttäjien välillä. Paikkatietoja voidaan lähettää liikkuvista kohteista, kuten autoista, veneistä ja lentokoneista, tai kiinteistä kohteista, kuten toistinasemista tai kotiasemista.Viestejä voidaan lähettää bulletiineina suuremmalle joukolle vastaanottajia tai henkilökohtaisina viesteinä käyttäjältä toiselle.
APRS:n kehitti Bob Bruninga, WB4APR 1980 luvulla.
Amerikkalaiseen tapaan ja pakettiradion perinteitä kunnioittaen eri merkistöjen käytön kanssa on ongelmia, eli skandinaaviset merkit (ÅÄÖ) toimivat vaihtelevasti.
Käytettynä pohjana on ''pakettiradio'' ja erityisesti sen ns. AX.25 protokolla AFSK modulaatiolla.
Bruninga sanoo, että APRS on muutakin kuin paikkatietojen jakelua, mutta se "muu" eli pikaviestintä ei ole ihan triviaalia isommilla etäisyyksillä vaatien apua APRS-internet yhdyskäytäviltä.


APRS:llä voidaan tehdä monenlaisia asioita, kuten:
Paikkatietojen ja viestien lisäksi APRS mahdollistaa telemetrian eli mittaustulosten välittämisen. Tyypillisesti tämä tarkoittaa virtalähteen jännitettä, toistinaseman jäähdytysrivan lämpötilaa tai esimerkiksi ovikytkimen asentoa. Myös sääaseman keräämien tietojen välittämiseen on sovittu menetelmä.  
* Paikkatietoa liikkuvista asemista (yleensä autot, veneet)
* Paikkatietoa liikkumattomista paikoista, erilaisia "points of interest"
* Telemetriaa, eli mittaustietoa kiinnostavista asioista, kuten sääasemista
* Yhden tekstirivin yleisbulletiineja ja henkilöltä toiselle kulkevia viestejä (vrt. matkapuhelinverkkojen SMS)


Siinä missä pakettiradion käyttö amatöörien välisessä suorassa viestinnässä on menettänyt merkitystään, halpojen GPS-paikantimien yleistyminen on luonut potentiaalia lähettää amatöörin liikkumisesta lyhyitä datasanomia radiolla ns. APRS-kanavalla.  (Suomessa ja suurimmassa osassa Eurooppaa 144.800 MHz NBFM.)
Halpojen GPS-paikantimien yleistymisen ansiosta suosituin APRS:n käyttötarkoitus on liikkuvan aseman, esimerkiksi amatöörin oman auton tai veneen, seuranta. Kotiväki näkee, missä amatööri liikkuu, ja amatööri voi katsoa, mihin auto tuli jätettyä edellisiltana.


Käytännössä helpointa on suunnata webselainohjelma osoitteeseen: ''http://aprs.fi/''  ja katsella ihmeellistä maailmaa karttapohjalla.
[[Kuva:Aprs-is-1.gif|thumb|left|300px|Systeemikuva]]
= Tekniikka =
APRS-paketteja lähetetään pakettiradiosta tutulla tekniikalla, AX.25-protokollalla 1200 bit/s nopeudella 25 kHz kanavarasterilla AFSK-FM-lähetteellä. Kun perinteisen pakettiradion käyttö amatöörien välisessä suorassa viestinnässä on menettänyt merkitystään, ja runkoverkko ja postilaatikot on enimmäkseen ajettu alas, on käytöstä poistuneille TNC:ille ja radioille löytynyt uusiokäyttöä APRS:n parissa. Suomessa ja valtaosassa Eurooppaa on nykyään käytössä taajuus 144.800 MHz.


Varsinaiseen APRS-toimintaan radioiden kanssa pääsee helpoimmin, kun löytää jonkin kapeakaista-FM-vastaanottimen jonka voi virittää taajuudelle 144.800 MHz ja kytkee sen nurkassa tomuttuneen vanhan pakettiradiomodeemin kuuntelemaan mitä datapaketteja kuuluu  (AFSK 1200 baud).
= APRS-verkon toiminta =
Seuraavaksi laittaa tietokoneeseensa jonkin lukuisista ohjelmista joilla voi katsella kuultuja APRS sanomia ja kuvata niitä karttapohjalla.
Käytössä on siis vain yksi taajuus, jolla asemat lähettävät tietoa vuorotellen APRS-paketteina. Yksi paketti sisältää esimerkiksi aseman sijainnin tai yhden tekstiviestin. Kuten FM-lähetteellä yleensä, samalla taajuudella ja kuuluvuusalueella voi lähettää kerrallaan vain yksi asema. Yhden paketin lähettäminen kestää asetuksista ja viestin pituudesta riippuen noin puoli sekuntia, ja kun paketti kulkee toistinasemien kautta, vie se maltillisillakin asetuksilla (WIDE2-2) yhdellä kuuluvuusalueella helposti 3-7 sekuntia.


Vielä paremmin on tilanne, jos kykenee asentamaan johonkin jatkuvasti päällä olevaan internettiin kiinteästi kytkettyyn tietokoneeseen ohjelman joka toimii yksisuuntaisena yhdyskäytävänä ja välittää kaikki radiolta kuullut paketit internettiin.
= Liikkuva asema =
<u>Kaksisuuntaisten yhdyskäytävien rakentamisessa pitää olla huomattavan varovainen.</u>
Liikkuvalla asemalla paikkatietojen lähettämiseen on näppärintä käyttää tarkoitukseen erikseen suunniteltua trackeriksi kutsuttua radion ja GPS-vastaanottimen väliin kytkettävää laitetta, tai radiota, joka sisältää GPS:ää lukuunottamatta kaikki mainitut komponentit (esimerkiksi HaMDR. R58 tai Kenwoodin APRS-radiot).


APRS:n suosiota onkin kasvattanut voimakkaasti 1990-luvun lopulla alkunsa saanut APRS-internet välitinjärjestelmä, ns. APRS-IS. Sinne välitetään paikallisista radioverkoista kuultuja sanomia ja sieltä niitä sitten kerätään erilaisille mm. karttapalveluille. Esimerkkeinä:
Trackereita ovat muun muassa:
* http://aprs.fi/
* [[Hamdr|Hamdr]] - MDR150 softamodifikaatio radioamatöörikäyttöön
* http://www.findu.com/
* RB/RC/RD58 radiot - "mopet" - [http://oh3tr.ele.tut.fi/suomi/moppeakatemia/r58aprs.shtml modifioituina]
* Kenwoodin TH-D7 ja TM-D700 / D710
* [[TinyTrack|TinyTracker]]-sarja
* [[OpenTracker]]-sarja
Kolmessa ensimmäisessä on radio mukana, TinyTracker ja OpenTracker ovat erillisiä laitteita, jotka tarvitsevat GPS:n lisäksi radion.
 
Oleellista ovat seuraavat asetukset, detaljit hieman vaihtelevat:
* Sanoman lähettäjän AX.25-osoite eli oma radioamatöörikutsu
* Sanoman vastaanottajan AX.25-osoite on yleensä "APRS" tai joskus jotain muuta joka kertoo ohjelmiston, esim. APZMDR
* Sanoman digipeater-polku (path): WIDE2-2
* Paikkatiedon lähetysintervalli, joko:
* Smart Beaconing, minimiaika lähetysten välillä 1-2 minuuttia, maksimi 30 minuuttia
* Ilman smart beaconingia: 4-8 minuuttia
* Mahdollisimman vähän mitään ylimääräisiä kommenttitekstejä


:(oheiskuvitukseen screenshot aprs.fi:stä ja findu.com:ista ?)
= Kotiasema =
= Liikkuvan aseman tekeminen =
Yksinkertaisimmillaan kotiasemalla tarvitaan vain tietokone, jonka selaimella pääsee esimerkiksi <nowiki>http://aprs.fi/</nowiki>-palveluun seuraamaan APRS-asemien liikkeitä kartalla, säätietoja, sekä myös sanomaliikennettä.
Liikkuvalla APRS-asemalla tulisi olla jonkinlainen navigointilaite joka kertoo aseman ajantasaiset koordinaatit jollakin tarkkuudella.
Tällainen GPS 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.:
Tarkoitusta varten tehtyjä APRS-ohjelmia on jonkin verran tarjolla PC-koneisiin
* [[Hamdr|Hamdr]] - MDR150 softamodifikaatio radioamatöörikäyttöön
(Windows, Linux, Mac). Niistä on netissä artikkeli:
* Kenwoodin monet VHF radiot
:http://wiki.ham.fi/APRS-ohjelmat
* [[TinyTrack|TinyTracker]] sarja
 
* [[OpenTracker]] sarja
Näitä ohjelmia voi käyttää joko kytkeytymällä internetin välityksellä APRS-IS-serveriin, tai radion ja TNC:n kanssa. On myös mahdollista kytkeä radio tietokoneen äänikorttiin, ja ajaa tietokoneessa äänikorttiin perustuvaa TNC-ohjelmaa.
Kahdessa ensimmäisessä on radio mukana, TT ja OT ovat yksinäisiä laitteita jotka tarvitsevat GPS:n ja ulkoisen radion.
 
= Toistinasemat =
Liikkuvilla APRS-asemilla on yleensä pienitehoiset lähettimet, ja ennen kaikkea niiden antennit sijaitsevat hyvin alhaalla. Jotta niiden lähettämät paketit kuuluisivat laajemmalla alueella, tarvitaan toistinasemia, jotka sijaitsevat korkealla olevissa mastoissa, ja kuulevat signaaleja laajalti. Nämä toistinasemat toimivat pakettiradion alkuaikona käytettyjen digipeater-asemien tavoin, ja niitä kutsutaankin yleensä digipeatereiksi tai yksinkertaisesti digeiksi.
 
APRS-aseman lähettämissä paketeissa määritellään toistinasemapolku (path), joka kertoo, kuinka monen peräkkäisen toistinaseman toivotaan toistavan paketin. Hyvä polku riippuu paljolti paikallisen määritelmästä ja siitä, kuinka monen hypyn päässä on lähin igate-asema.
 
Hyvin sijoitettu digi kuulee liikkuvan aseman paketteja 30-60 km päästä maastomuodoista riippuen, Lapissa tunturin huipulla tai rannikolla sijaitsevat jopa yli 100 km päästä.  Ruuhkaiselle seudulle, jossa APRS-liikennettä on enemmän, kannattaa rakentaa järjestelmä, jossa on yksi hyvälle paikalle sijoitettu tehokkaampi lähetin ja monta siihen kytkettyä vastaanotinta eri puolilla aluetta. Näin saadaan APRS-taajuuden kuormaa laskettua merkittävästi kun samaa pakettia ei lähetetä moneen kertaan, mutta toistin kuulee silti hyvin eri katvealueilta lähetetyt paketit. Tampereella tällainen järjestelmä on jo tehty ja Helsingissä sellaisen rakentamista on aloiteltu. Myös korkeamäkisillä seuduilla tiheämmästä vastaanotinverkosta on paljon hyötyä.
 
Digipiitterien rakentamiseen ja sijoittamiseen kannattaa pyytää vinkkejä aprs@sral.fi-postituslistalta.


Oleellista ovat seuraavat asetukset, detaljit hieman vaihtelevat:
= Polun pituus ja pakettien ajoitus =
* Sanoman lähettäjän AX.25 osoite
Polku määrittelee hyppyjen määrän, ei levitysalueen sädettä, eikä absoluuttista toistinasemien määrää. Jos WIDE2-2 paketin kuulee suoraan kaksi toistinasemaa, molemmat toistavat paketin ja vaihtavat toistettuun pakettiin poluksi WIDE2-1. Tämän jälkeen molempien toistinasemien edelleen lähettämät paketit voivat kukin suunnallaan tulla yhden tai useamman toistimen toistamiksi, riippuen siitä, moniko toistin sattuu nuo WIDE2-1 paketit kuulemaan. Useimmiten toistinasemat kuulevat jatkuvasti muitakin kuin maantieteellisiä naapureitaan, tropokeleillä toisia toistimia jopa 200-300 km päästä.  
* 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.
'''Esimerkki 1:''' Jos toistimia olisi 4 kappaletta suorassa rivissä ja kukin toistin kuulisi vain viereiset toistimet, kahden keskimmäisen toistimen kuulema WIDE2-2 paketti tulisi kaikkien neljän toistimen toistamaksi.
Mitä useammin pakettia toistetaan radioverkossa, sitä laajemmalle alueelle se leviää, yhdelläkin välittimellä helposti 100 kilometriä, mikä ei ''lähiseudun taktisen tilannetiedon'' suhteen välttämättä ole tarpeen.


Sanoman välityspolun liika laveus on varsin haitallista:
'''Esimerkki 2:''' Jos toistimia olisi 4 kappaletta neliön kulmissa ja ne kaikki kuulisivat neliön sisältä WIDE2-1 polulla lähetetyn paketin, tämäkin paketti tulisi kaikkien neljän toistamaksi.
sen sijaan että sanoma leviäisi vain 100-200 km etäisyydelle, se saattaakin levitä Hämeenlinnan tienoilta 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.


Aiheesta lisää:
'''Esimerkki 3:''' Jos paketilla olisi polku WIDE2-2 ja edellisen esimerkin neliön ulkopuolella olisi 8 toistinta lisää, paketti lähetettäisiin samalla taajuudella helposti 12 kertaa peräkkäin.
:http://wiki.ham.fi/APRS_digipiittauspolkuesimerkki


'''Lyhyellä välitysjakelulla ja harvalla toistovälillä kanavalle mahtuu enemmän käyttäjiä!'''
Paikkatiedon toistaminen kahden peräkkäisen digin kautta (WIDE2-2) saavuttaa Suomessa halkaisijaltaan 300-400 km kuuluvuusalueen. Pidempi polku aiheuttaa jo tarpeetonta ruuhkaa. '''Lyhyellä sanomalla, lyhyellä välityspolulla ja harvalla toistovälillä kanavalle mahtuu enemmän käyttäjiä!'''


:(oheiskuvistusta ?  Valokuva: Hamdr + GPS + antenni ?)
Kiinteät asemat lähettävät paikkatietonsa yleensä kiinteästi säädetyn ajan välein. Olisi toivottavaa, että intervalli olisi eri asemilla hieman eri pituinen, mieluiten satunnainen aika 20 ja 30 minuutin väliltä, etteivät kaikki asemat yrittäisi lähettää pakettiaan yhtä aikaa.


= Välitinasemat =
Liikkuvat asemat voivat liikkuessaan lähettää paikkatietoa useammin, mutta kuitenkin sen verran harvoin, että kanavalle mahtuvat muutkin asemat lähettämään. Fiksuimmat asemat käyttävät Smart Beaconing-algoritmia, joka lähettää paikkatiedon suoraan ajettassa aika harvoin, mutta kulkusuunnan muuttuessa useammin. Näin kartalle piirtyy kaunis reitti vähemmällä kanavan kuormituksella. Liikkuvan aseman ei normaalitilanteessa liikkuessaan kannata lähettää paikkatietoaan tiheämmin kuin kerran minuutissa. Paikallaan ollessa sopiva intervalli on kerran puolessa tunnissa.
Välitinasemalla tässä tarkoitetaan ns. Digipeateria, joka toistaa radiolta kuulemansa paketin samalle taajuudelle uudestaan.


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.
Suomessa yleisin suositeltava polku liikkuville asemille on WIDE2-2 ja kiinteille asemille (esim. digipeaterit, kotiasemat) WIDE2-1.


Harvaan asutulla 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!
Aiheesta lisää:
Jyrkillä maastonmuodoilla olevilla seuduilla tarvitaan ainakin tiheää vastaanotinverkkoa, vaikka lähettimiä olisikin vähemmän.
:http://wiki.ham.fi/APRS_asetukset


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


''Välitinasemat ovat 24/7 käynnissä olevia lähettimiä, eli ne tarvitsevat radioamatöörimääräysten mukaisen automaattiaseman luvan.''
OH7LZB:n kehittämä &nbsp; http://aprs.fi/ &nbsp; on esimerkki mahdollisista lisäpalveluista. Web-palvelun kautta voidaan katsella APRS-näkymää Googlen karttojen ja satelliittikuvien avulla, selailla viestejä ja seurata mitattuja sää- ja telemetriatietoja.
<br>(Footnote: Tilapäistä 5-10 vuorokauden mittaista kokeilua kotiasemalla ei käytännössä katsota pahalla, mutta pidempien jaksojen toimintaa varten pitää olla tarkoitetut luvat.)


Lisää välitinasemista löytyy oheisen artikkelin kautta:
APRS-IS-verkkoa käytetään myös ''Citizens Weather Observer Program:n'' (CWOP) datan keruuseen.  Siinä ei-amatöörit lähettävät kotonaan olevien havaintolaitteiden (esim. Davis:in sääasemat) mittaustuloksia verkon kautta 10-15 minuutin välein eri tietokantoihin.
:http://wiki.ham.fi/APRS_digipiitteri


:(Oheiskuvitukseen http://wiki.ham.fi/Kuva:Pitka_aprs-polku.jpg - tai mielummin siitä painokelpoinen versio OH2MNI:ltä)
= Yksisuuntainen yhdyskäytäväasema: RX-igate =
Paketteja radioverkosta yksisuuntaisesti APRS-IS-verkkoon välittävää asemaa kutsutaan RX-igateksi. Koska viestintä on kenen tahansa vapaasti vastaanotettavissa olevaa radioviestintää, RX-igaten pystyttämiseen ei tarvita erillisiä lupia, ei edes radioamatöörilupaa. Pystyttäminen on varsin helppoa eikä vastaanottimia voi olla koskaan liikaa. Suomessa vastaanottimien verkko kattaa hyvin vain tiheämmin asutun seudun, suuremmat kaupungit sekä länsirannikon. Kalustoksi riittää jatkuvasti päällä oleva tietokone, 144 MHz vastaanotin ja TNC tai äänikortti. Ohjeita igaten pystyttämiseen seuraa toisessa artikkelissa ja niitä on tämän artikkelin verkkoversion viitteissä.


= Yksisuuntainen yhdyskäytäväasema =
::Katso artikkelia: [[APRS_iGate]]
Yksisuuntainen yhdyskäytävä radioverkosta APRS-IS verkkoon (ns. Rx-iGate) on "helppo" tapaus.
Kyseessähän on kenen tahansa vastaanotettavissa olevaa radioviestintää ja niinpä sellaisen <u>vastaanottimen</u> tekoon ei tarvita edes minkäänlaisia radioamatööritutkintoja.


APRS-IS verkkoon viestejä välittävän laitteen pitäisi kyllä käytännössä antaa validi amatöörikutsu passcode:ineen siihen verkkoon kirjautuessaan, jotta yhdyskäytävän kautta saadut viestit voidaan välittää ulos kaksisuuntaisilta yhdyskäytäviltä, jos niin katsotaan tarvittavan.
= Kaksisuuntainen yhdyskäytäväasema: TX-igate =
TX-igate lähettää APRS-IS-verkosta vastaanottamiaan paketteja takaisin radioverkon puolelle ja mahdollistaa APRS-tekstiviestien maailmanlaajuisen välittämisen. TX-igatella voidaan myös saada muusta APRS-verkosta etäisyyden vuoksi täysin eristäytyneellä seudulla taajuudelle hieman aktiviteettia.


On muutamia yksinkertaisia sääntöjä joiden mukaan rajoitetaan joidenkin viestien välitystä radioverkosta APRS-IS verkkoon, niitä muutamia tapauksia lukuunottamatta tällainen yksisuuntainen yhdyskäytävä välittää kaikki kuulemansa APRS sanomat sellaisenaan viestin sisältöä muuttamatta APRS-IS verkkoon.
TX-igaten pystyttämisessä on kuitenkin käytettävä harkintaa, ettei siitä synny enemmän haittaa kuin hyötyä.
Mikäli igate lähettää laajalta alueelta lähtöisin olevia paketteja, lähettää paketit toistinaseman läpi tai esimerkiksi hyvän antennin ja suuren tehon ansiosta kuuluu laajalla alueella, se voi helposti saada APRS-taajuuden tukkoon niin, etteivät pienitehoisten liikkuvien asemien lähettämät paketit enää mene läpi.
APRS on alunperin suunniteltu vain paikkatiedon välittämiseen pienehkön paikallisen alueen sisällä ja sen rajoituksien vuoksi on mahdotonta saada yhden aseman paikkatietoja näkymään koko maassa ilman, että verkko alkaa sulaa käsiin.


Esimerkkejä laitteista ja ohjelmistoista millä tällaisen yhdyskäytävän saa tehtyä:
Mikäli TX-igaten lähettämät paketit kulkevat digipeaterin kautta, ne saattavat aiheuttaa liikenteen moninkertaistumisen kauempana, ennestään ruuhkaisella alueella, vaikka igaten hiljaisilla kotikulmilla mitään ongelmaa ei syntyisikään.
:http://wiki.ham.fi/OH1GSM-1
Vaikutus voi olla erittäin dramaattinen pienen kelipiikin sattuessa, jos alunperin etelästä kotoisin olevat paketit kuuluvat useamman pohjoisemman TX-igaten kautta uudelleen takaisin etelään.
:http://wiki.ham.fi/APRS_iGate
:http://wiki.ham.fi/APRS_iGaten_ominaisuudet


= Kaksisuuntainen yhdyskäytäväasema =
Pääsääntöisesti TX-igaten kannattaa lähettää vain seudulla olevalle asemalle kohdistetut tekstiviestit. Mikäli muuta liikennettä lähetetään, sitä ei kannata lähettää digipeater-verkon yli, eikä kovin suurella teholla. Ennen uuden TX-igaten pystyttämistä kannattaa kysyä neuvoa parametreihin allekirjoittaneilta tai aprs@sral.fi-postituslistalta.
Kaksisuuntaisella yhdyskäytävällä (Rx/Tx-iGate) 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 turinoida radiokanavan tukkoon niin että alueelliset liikkuvat asemat eivät saa viestejään läpi!


Jos yhdyskäytävä päättää että kaikista rajoituksista huolimatta APRS-IS verkosta saatu sanoma pitää välittää radiolle, sen tulee tehdä se mahdollisimman pienellä välitysjakelulla, mieluiten ilman mitään, tai korkeintaan: WIDE1-1
::Katso artikkelia: [[APRS_iGate]]


Kaksisuuntaisen yhdyskäytävän teko on niin haastavaa puuhaa, että pitäydymme tässä artikkelissa kertomasta lisää, mutta siitä voi lukea esimerkiksi artikkelista:
= APRS ja pelastuspalvelu =
:http://wiki.ham.fi/APRS_iGate
APRS:n muodostama tilannekuva soveltuu hyvin vapaaehtoisen pelastuspalvelun käyttöön. Mikäli etsintä ei tapahdu olemassaolevan APRS-verkon kuuluvuusalueella, tapahtumapaikalle voi viedä väliaikaisen digin tai igaten, jolle saa nettiyhteyden vaikkapa GPRS-verkon avulla. Tällöin tilannekuvaa voi seurata netin yli vaikka aluehälytyskeskuksesta.
:http://wiki.ham.fi/APRS_iGaten_ominaisuudet


''On myös huomattavaa, että kaksisuuntaisessa yhdyskäytävässä on 24/7 käynnissä oleva lähetin, eli se tarvitsee radioamatöörimääräysten mukaisen automaattiaseman luvan.''
Useissa suomalaisten meripelastajien aluksissa on automaattiaseman luvilla toimivat APRS-trackerit.
Tapio OH2KKU on tehnyt meripelastajien käyttöön erityisesti tarkoitetun karttasovelluksen:
:http://kartta.helsinginmeripelastusyhdistys.fi/
Sovellus on ollut käytössä pari vuotta ja siitä on ollut hyötyä mm. siten että meripelastusviranomainen käyttää sitä vapaaehtoisten meripelastusalusten sijainnin seuraamiseen.
Norjalaiset meripelastajat ovat hyödyntäneet aprs.fi-palvelua vastaavalla tavalla.


Toisin kuin pelkällä vastaanottimella toimiva yksisuuntainen yhdyskäytävä, tällaisen kaksisuuntaisen yhdyskäytävän tekemiseen kannattaa hakea koordinointiapua SRAL:in APRS postituslistalta.
= APRS ja VHF keliseuranta =
Jonnekin seudulle missä on jo 50 kilometrin välein näitä kaksisuuntaisia yhdyskäytäviä ei niitä välttämättä tarvita lisää sellaisenaan, mutta tihennetty vastaanotinverkosto voi silti olla paikallaan.
APRS-digit ja TX-igatet lähettelevät omia tietojaan melko säännöllisesti. Keräämäällä tietoa siitä, mitkä kaikki asemat ovat ne kuulleet, voidaan seurata 144 MHz bandin kelien kehittymistä. Koska APRS-IS suodattaa pois saman paketin duplikaatit, tämä ei onnistu normaalin APRS-IS verkon läpi. Kehitteillä onkin kotimainen APRS-IS-serveriohjelmisto, johon kytkeytyneistä igateista kuullut paketit saataisiin välitettyä kelivaroittimelle ilman duplikaattien suodatusta.


= Lisätietoja =
= Lisätietoja =
:http://wiki.ham.fi/APRS
:http://wiki.ham.fi/Luokka:APRS
:APRS postituslista @ SRAL.FI ( http://sral.fi/mailman/listinfo/aprs/ )
:http://wiki.ham.fi/APRS_esittely
:SRAL APRS linkkejä: http://sral.fi/linkit/?6
:http://wiki.ham.fi/APRS_asetukset
:IRCnet kanava #aprs
:http://wiki.ham.fi/APRS-ohjelmat
:WB4APR: http://eng.usna.navy.mil/~bruninga/aprs.html
:CWOP: http://www.wxqa.com/
:Suomalainen APRS-postituslista: http://sral.fi/mailman/listinfo/aprs/ (aprs@sral.fi)
:Aktiivisia suomalaisia APRS-harrastajia löytyy myös IRCnet:n kanavalta #aprs  
 
:Kirjoittajatiimi: Matti OH2MQK, Tapio OH2KKU, Hessu OH7LZB, Antti OH2MNI, Reijo OH1GWK, Pena OH3BK
:Kiitokset kommenteista #ham.fi ja #aprs IRCnet ryhmille.


[[Luokka:APRS]]
[[Luokka:APRS]]

Nykyinen versio 20. toukokuuta 2008 kello 10.44

Mitä on APRS ?

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 on radioamatöörien käyttämä liikennöintimuoto, joka on suunniteltu paikalliseen taktiseen käyttöön. Tavoitteena on välittää järjestelmän käyttäjille yhtenevä, karttapohjalla näkyvä lähialueen tilannekuva tapahtumasta, esimerkiksi etsintätilanteesta tai juoksukilpailusta, ja mahdollistaa lyhyiden tekstimuotoisten viestien välittäminen käyttäjien välillä. Paikkatietoja voidaan lähettää liikkuvista kohteista, kuten autoista, veneistä ja lentokoneista, tai kiinteistä kohteista, kuten toistinasemista tai kotiasemista.Viestejä voidaan lähettää bulletiineina suuremmalle joukolle vastaanottajia tai henkilökohtaisina viesteinä käyttäjältä toiselle. Amerikkalaiseen tapaan ja pakettiradion perinteitä kunnioittaen eri merkistöjen käytön kanssa on ongelmia, eli skandinaaviset merkit (ÅÄÖ) toimivat vaihtelevasti.

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

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

Systeemikuva

Tekniikka

APRS-paketteja lähetetään pakettiradiosta tutulla tekniikalla, AX.25-protokollalla 1200 bit/s nopeudella 25 kHz kanavarasterilla AFSK-FM-lähetteellä. Kun perinteisen pakettiradion käyttö amatöörien välisessä suorassa viestinnässä on menettänyt merkitystään, ja runkoverkko ja postilaatikot on enimmäkseen ajettu alas, on käytöstä poistuneille TNC:ille ja radioille löytynyt uusiokäyttöä APRS:n parissa. Suomessa ja valtaosassa Eurooppaa on nykyään käytössä taajuus 144.800 MHz.

APRS-verkon toiminta

Käytössä on siis vain yksi taajuus, jolla asemat lähettävät tietoa vuorotellen APRS-paketteina. Yksi paketti sisältää esimerkiksi aseman sijainnin tai yhden tekstiviestin. Kuten FM-lähetteellä yleensä, samalla taajuudella ja kuuluvuusalueella voi lähettää kerrallaan vain yksi asema. Yhden paketin lähettäminen kestää asetuksista ja viestin pituudesta riippuen noin puoli sekuntia, ja kun paketti kulkee toistinasemien kautta, vie se maltillisillakin asetuksilla (WIDE2-2) yhdellä kuuluvuusalueella helposti 3-7 sekuntia.

Liikkuva asema

Liikkuvalla asemalla paikkatietojen lähettämiseen on näppärintä käyttää tarkoitukseen erikseen suunniteltua trackeriksi kutsuttua radion ja GPS-vastaanottimen väliin kytkettävää laitetta, tai radiota, joka sisältää GPS:ää lukuunottamatta kaikki mainitut komponentit (esimerkiksi HaMDR. R58 tai Kenwoodin APRS-radiot).

Trackereita ovat muun muassa:

Kolmessa ensimmäisessä on radio mukana, TinyTracker ja OpenTracker ovat erillisiä laitteita, jotka tarvitsevat GPS:n lisäksi radion.

Oleellista ovat seuraavat asetukset, detaljit hieman vaihtelevat:

  • Sanoman lähettäjän AX.25-osoite eli oma radioamatöörikutsu
  • Sanoman vastaanottajan AX.25-osoite on yleensä "APRS" tai joskus jotain muuta joka kertoo ohjelmiston, esim. APZMDR
  • Sanoman digipeater-polku (path): WIDE2-2
  • Paikkatiedon lähetysintervalli, joko:
  • Smart Beaconing, minimiaika lähetysten välillä 1-2 minuuttia, maksimi 30 minuuttia
  • Ilman smart beaconingia: 4-8 minuuttia
  • Mahdollisimman vähän mitään ylimääräisiä kommenttitekstejä

Kotiasema

Yksinkertaisimmillaan kotiasemalla tarvitaan vain tietokone, jonka selaimella pääsee esimerkiksi http://aprs.fi/-palveluun seuraamaan APRS-asemien liikkeitä kartalla, säätietoja, sekä myös sanomaliikennettä.

Tarkoitusta varten tehtyjä APRS-ohjelmia on jonkin verran tarjolla PC-koneisiin (Windows, Linux, Mac). Niistä on netissä artikkeli:

http://wiki.ham.fi/APRS-ohjelmat

Näitä ohjelmia voi käyttää joko kytkeytymällä internetin välityksellä APRS-IS-serveriin, tai radion ja TNC:n kanssa. On myös mahdollista kytkeä radio tietokoneen äänikorttiin, ja ajaa tietokoneessa äänikorttiin perustuvaa TNC-ohjelmaa.

Toistinasemat

Liikkuvilla APRS-asemilla on yleensä pienitehoiset lähettimet, ja ennen kaikkea niiden antennit sijaitsevat hyvin alhaalla. Jotta niiden lähettämät paketit kuuluisivat laajemmalla alueella, tarvitaan toistinasemia, jotka sijaitsevat korkealla olevissa mastoissa, ja kuulevat signaaleja laajalti. Nämä toistinasemat toimivat pakettiradion alkuaikona käytettyjen digipeater-asemien tavoin, ja niitä kutsutaankin yleensä digipeatereiksi tai yksinkertaisesti digeiksi.

APRS-aseman lähettämissä paketeissa määritellään toistinasemapolku (path), joka kertoo, kuinka monen peräkkäisen toistinaseman toivotaan toistavan paketin. Hyvä polku riippuu paljolti paikallisen määritelmästä ja siitä, kuinka monen hypyn päässä on lähin igate-asema.

Hyvin sijoitettu digi kuulee liikkuvan aseman paketteja 30-60 km päästä maastomuodoista riippuen, Lapissa tunturin huipulla tai rannikolla sijaitsevat jopa yli 100 km päästä. Ruuhkaiselle seudulle, jossa APRS-liikennettä on enemmän, kannattaa rakentaa järjestelmä, jossa on yksi hyvälle paikalle sijoitettu tehokkaampi lähetin ja monta siihen kytkettyä vastaanotinta eri puolilla aluetta. Näin saadaan APRS-taajuuden kuormaa laskettua merkittävästi kun samaa pakettia ei lähetetä moneen kertaan, mutta toistin kuulee silti hyvin eri katvealueilta lähetetyt paketit. Tampereella tällainen järjestelmä on jo tehty ja Helsingissä sellaisen rakentamista on aloiteltu. Myös korkeamäkisillä seuduilla tiheämmästä vastaanotinverkosta on paljon hyötyä.

Digipiitterien rakentamiseen ja sijoittamiseen kannattaa pyytää vinkkejä aprs@sral.fi-postituslistalta.

Polun pituus ja pakettien ajoitus

Polku määrittelee hyppyjen määrän, ei levitysalueen sädettä, eikä absoluuttista toistinasemien määrää. Jos WIDE2-2 paketin kuulee suoraan kaksi toistinasemaa, molemmat toistavat paketin ja vaihtavat toistettuun pakettiin poluksi WIDE2-1. Tämän jälkeen molempien toistinasemien edelleen lähettämät paketit voivat kukin suunnallaan tulla yhden tai useamman toistimen toistamiksi, riippuen siitä, moniko toistin sattuu nuo WIDE2-1 paketit kuulemaan. Useimmiten toistinasemat kuulevat jatkuvasti muitakin kuin maantieteellisiä naapureitaan, tropokeleillä toisia toistimia jopa 200-300 km päästä.

Esimerkki 1: Jos toistimia olisi 4 kappaletta suorassa rivissä ja kukin toistin kuulisi vain viereiset toistimet, kahden keskimmäisen toistimen kuulema WIDE2-2 paketti tulisi kaikkien neljän toistimen toistamaksi.

Esimerkki 2: Jos toistimia olisi 4 kappaletta neliön kulmissa ja ne kaikki kuulisivat neliön sisältä WIDE2-1 polulla lähetetyn paketin, tämäkin paketti tulisi kaikkien neljän toistamaksi.

Esimerkki 3: Jos paketilla olisi polku WIDE2-2 ja edellisen esimerkin neliön ulkopuolella olisi 8 toistinta lisää, paketti lähetettäisiin samalla taajuudella helposti 12 kertaa peräkkäin.

Paikkatiedon toistaminen kahden peräkkäisen digin kautta (WIDE2-2) saavuttaa Suomessa halkaisijaltaan 300-400 km kuuluvuusalueen. Pidempi polku aiheuttaa jo tarpeetonta ruuhkaa. Lyhyellä sanomalla, lyhyellä välityspolulla ja harvalla toistovälillä kanavalle mahtuu enemmän käyttäjiä!

Kiinteät asemat lähettävät paikkatietonsa yleensä kiinteästi säädetyn ajan välein. Olisi toivottavaa, että intervalli olisi eri asemilla hieman eri pituinen, mieluiten satunnainen aika 20 ja 30 minuutin väliltä, etteivät kaikki asemat yrittäisi lähettää pakettiaan yhtä aikaa.

Liikkuvat asemat voivat liikkuessaan lähettää paikkatietoa useammin, mutta kuitenkin sen verran harvoin, että kanavalle mahtuvat muutkin asemat lähettämään. Fiksuimmat asemat käyttävät Smart Beaconing-algoritmia, joka lähettää paikkatiedon suoraan ajettassa aika harvoin, mutta kulkusuunnan muuttuessa useammin. Näin kartalle piirtyy kaunis reitti vähemmällä kanavan kuormituksella. Liikkuvan aseman ei normaalitilanteessa liikkuessaan kannata lähettää paikkatietoaan tiheämmin kuin kerran minuutissa. Paikallaan ollessa sopiva intervalli on kerran puolessa tunnissa.

Suomessa yleisin suositeltava polku liikkuville asemille on WIDE2-2 ja kiinteille asemille (esim. digipeaterit, kotiasemat) WIDE2-1.

Aiheesta lisää:

http://wiki.ham.fi/APRS_asetukset

APRS ja Internet

APRS:n suosiota on voimakkaasti kasvattanut 1990-luvulla kehitetty APRS Internet Service, APRS-IS. Se on Internetissä toimiva verkko, joka välittää paikallisista radioverkoista kuultuja sanomia ja johon kytkeytymällä voi vastaanottaa koko muun maailman APRS-liikennettä. Verkkoon voidaan 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.

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

Yksisuuntainen yhdyskäytäväasema: RX-igate

Paketteja radioverkosta yksisuuntaisesti APRS-IS-verkkoon välittävää asemaa kutsutaan RX-igateksi. Koska viestintä on kenen tahansa vapaasti vastaanotettavissa olevaa radioviestintää, RX-igaten pystyttämiseen ei tarvita erillisiä lupia, ei edes radioamatöörilupaa. Pystyttäminen on varsin helppoa eikä vastaanottimia voi olla koskaan liikaa. Suomessa vastaanottimien verkko kattaa hyvin vain tiheämmin asutun seudun, suuremmat kaupungit sekä länsirannikon. Kalustoksi riittää jatkuvasti päällä oleva tietokone, 144 MHz vastaanotin ja TNC tai äänikortti. Ohjeita igaten pystyttämiseen seuraa toisessa artikkelissa ja niitä on tämän artikkelin verkkoversion viitteissä.

Katso artikkelia: APRS_iGate

Kaksisuuntainen yhdyskäytäväasema: TX-igate

TX-igate lähettää APRS-IS-verkosta vastaanottamiaan paketteja takaisin radioverkon puolelle ja mahdollistaa APRS-tekstiviestien maailmanlaajuisen välittämisen. TX-igatella voidaan myös saada muusta APRS-verkosta etäisyyden vuoksi täysin eristäytyneellä seudulla taajuudelle hieman aktiviteettia.

TX-igaten pystyttämisessä on kuitenkin käytettävä harkintaa, ettei siitä synny enemmän haittaa kuin hyötyä. Mikäli igate lähettää laajalta alueelta lähtöisin olevia paketteja, lähettää paketit toistinaseman läpi tai esimerkiksi hyvän antennin ja suuren tehon ansiosta kuuluu laajalla alueella, se voi helposti saada APRS-taajuuden tukkoon niin, etteivät pienitehoisten liikkuvien asemien lähettämät paketit enää mene läpi. APRS on alunperin suunniteltu vain paikkatiedon välittämiseen pienehkön paikallisen alueen sisällä ja sen rajoituksien vuoksi on mahdotonta saada yhden aseman paikkatietoja näkymään koko maassa ilman, että verkko alkaa sulaa käsiin.

Mikäli TX-igaten lähettämät paketit kulkevat digipeaterin kautta, ne saattavat aiheuttaa liikenteen moninkertaistumisen kauempana, ennestään ruuhkaisella alueella, vaikka igaten hiljaisilla kotikulmilla mitään ongelmaa ei syntyisikään. Vaikutus voi olla erittäin dramaattinen pienen kelipiikin sattuessa, jos alunperin etelästä kotoisin olevat paketit kuuluvat useamman pohjoisemman TX-igaten kautta uudelleen takaisin etelään.

Pääsääntöisesti TX-igaten kannattaa lähettää vain seudulla olevalle asemalle kohdistetut tekstiviestit. Mikäli muuta liikennettä lähetetään, sitä ei kannata lähettää digipeater-verkon yli, eikä kovin suurella teholla. Ennen uuden TX-igaten pystyttämistä kannattaa kysyä neuvoa parametreihin allekirjoittaneilta tai aprs@sral.fi-postituslistalta.

Katso artikkelia: APRS_iGate

APRS ja pelastuspalvelu

APRS:n muodostama tilannekuva soveltuu hyvin vapaaehtoisen pelastuspalvelun käyttöön. Mikäli etsintä ei tapahdu olemassaolevan APRS-verkon kuuluvuusalueella, tapahtumapaikalle voi viedä väliaikaisen digin tai igaten, jolle saa nettiyhteyden vaikkapa GPRS-verkon avulla. Tällöin tilannekuvaa voi seurata netin yli vaikka aluehälytyskeskuksesta.

Useissa suomalaisten meripelastajien aluksissa on automaattiaseman luvilla toimivat APRS-trackerit. Tapio OH2KKU on tehnyt meripelastajien käyttöön erityisesti tarkoitetun karttasovelluksen:

http://kartta.helsinginmeripelastusyhdistys.fi/

Sovellus on ollut käytössä pari vuotta ja siitä on ollut hyötyä mm. siten että meripelastusviranomainen käyttää sitä vapaaehtoisten meripelastusalusten sijainnin seuraamiseen. Norjalaiset meripelastajat ovat hyödyntäneet aprs.fi-palvelua vastaavalla tavalla.

APRS ja VHF keliseuranta

APRS-digit ja TX-igatet lähettelevät omia tietojaan melko säännöllisesti. Keräämäällä tietoa siitä, mitkä kaikki asemat ovat ne kuulleet, voidaan seurata 144 MHz bandin kelien kehittymistä. Koska APRS-IS suodattaa pois saman paketin duplikaatit, tämä ei onnistu normaalin APRS-IS verkon läpi. Kehitteillä onkin kotimainen APRS-IS-serveriohjelmisto, johon kytkeytyneistä igateista kuullut paketit saataisiin välitettyä kelivaroittimelle ilman duplikaattien suodatusta.

Lisätietoja

http://wiki.ham.fi/Luokka:APRS
http://wiki.ham.fi/APRS_esittely
http://wiki.ham.fi/APRS_asetukset
http://wiki.ham.fi/APRS-ohjelmat
WB4APR: http://eng.usna.navy.mil/~bruninga/aprs.html
CWOP: http://www.wxqa.com/
Suomalainen APRS-postituslista: http://sral.fi/mailman/listinfo/aprs/ (aprs@sral.fi)
Aktiivisia suomalaisia APRS-harrastajia löytyy myös IRCnet:n kanavalta #aprs
Kirjoittajatiimi: Matti OH2MQK, Tapio OH2KKU, Hessu OH7LZB, Antti OH2MNI, Reijo OH1GWK, Pena OH3BK
Kiitokset kommenteista #ham.fi ja #aprs IRCnet ryhmille.
Noudettu kohteesta ”https://wiki.sral.fi/w/index.php?title=APRS_esittely&oldid=822”