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Was ist APRS?

Das Automatic Position Reporting System (APRS, manchmal auch als "Automatic Packet Reporting System" übersetzt) stellt eine spezielle Form von Packet Radio im Amateurfunk dar, dieses System wurde 1992 vom Funkamateur Bob Bruninga (WB4APR) entwickelt.

APRS ermöglicht die automatisierte Verbreitung von Daten (z.B. GPS-Position, Wetterdaten, kurze Textnachrichten) über beliebige Entfernungen im speziellen APRS-Packet Radio Netz. Diese Daten werden auf einheitlichen Simplex-Frequenzen im 2-m-Amateurfunkband bei einer Bitrate von 1200 Bit/s übertragen, im Gegensatz zum normalen Packet Radio hier mit ungerichteten UI-Frames aber mit Unterstützung von Relaispfaden.

Um das Packet Radio Netz möglichst wenig zu belasten, die Daten jedoch möglichst global verbreiten zu können, werden die einzelnen Datenpakete von den Packet Radio Digipeatern nur soweit per Funk geroutet und weitergeleitet, bis sie auf einen speziellen APRS-Digipeater (manchmal auch "IGATE" genannt) stoßen. Dabei handelt es sich um einen Packet Radio Digipeater, der an das Internet angeschlossen ist. Zusätzlich gibt es reine APRS-Gateways, die zwar keine Digipeater sind, aber alle gehörten Positionsdaten an die Internet-APRS-Server weiterleiten.  Die ins Internet eingespeisten Daten können per Webbrowser, mit APRS Software die IGATE unterstützt oder wieder per Packet-Radio auf HF-Seite abgerufen und angezeigt werden. Manche Gateways senden auch Daten aus dem Internet in begrenztem Maße auf HF aus. Neben terrestrischen Digipeatern stehen auch Amateurfunksatelliten als APRS Digipeater zur Verfügung.

APRS ist unter Funkamateuren inzwischen sehr beliebt geworden, um sich im Mobilbetrieb gegenseitig die eigene Position mitteilen zu können. Auch bei Autodiebstählen hat sich ARPS als hilfreich erwiesen da diese Systeme meist fest in die Fahrzeuge installiert sind. APRS Wetterstationen sind z.B. bei Unwettern sehr hilfreich, um das Wetter via Packet Radio und Internet mitzuverfolgen.

Jedem Rufzeichen können mherere SSIDs und somit mehrere Symbole zugeordnet werden (zb.: Haus, Auto, Schiffe), zusätzlich gibt es die Möglichkeit einen kurzen Statustext mitzusenden. Das System unterstützt auch Kurznachrichten, die zwischen den bemannten Stationen ausgetauscht werden können.

Positionsdaten können von HF-Stationen ausgesendet werden, - aber auch von Stationen die im Internet QRV sind. Meist werden tagesaktuelle Fielddaypositionen oder lokale Objekte wie Umsetzer / Relais im Internet versendet.

Notrufe können in Verbindung mit der aktuellen (GPS) Position ausgesendet werden. Hierzu gibt es ein spezielles "Emergency" Symbol und einen entsprechenden Statustext. Ein solches Paket löst an den empfangenden Stationen einen Alarm aus.

 

Ich will im Internet sehen, wer in APRS qrv ist

  • Internetverbindung und PC
  • Aufrufen einer der vielen APRS-Visualisierungsseiten, wie die am meisten benutzte Seite  www.aprs.fi , oder die alternative www.positionsreport.de von INTERMAR e.V.

Beispiel: Anzeige von mobilen Stationen auf positionsreport.de

Anmerkung: Positionsreport.de zeigt nach dem Aufrufen der Seite nur KFZ-Symbole und Schiffe an. Will man weitere Stationen sehen (zb.: Fixstationen oder Afu-Objekte aus Internet-Servern wie Umsetzer oder Fielddaypositionen) so kann man über den Menüpunkt "APRS Icons" die jeweiligen Stationssymbole hinzu oder wegklicken. Mit "ALL Icons" werden alle verfügbaren Stationen und Informationen angezeigt.

 

  Beispiel: Bei Aufruf von "All Icons" werden auch Fixstationen (hier als Beispiel das 144.800 MHz-IGATE OE7XWI in Mayrhofen) angezeigt. OE7BKH Bernhard parkt gerade vor der Clubstation.

  Beispiel: Zusätzliche Daten können über die Station abgefragt werden, z.B.: der Statustext, Zeitpunkt der letzten Bake oder das letzte Gateway, welches das UNPROTO-AX25 Paket von der HF-Seite in das Internet publiziert hat. (In diesem Fall das Gate OE7AAI, auf 144.800 MHz). Interessant ist auch der Digi-Path. Dazu aber später.

 

Beispiel: Tracking / Verfolgung von OM´s im Nachhinein. Die grünen Ballons markieren ausgestrahlte HF-Baken. Der rote Ballon den aktuellen Standort. OE7FMI ist eine zeitlang in Wien herumgekurvt und schlussendlich von Wien nach Tirol gefahren. Jede Bake kann angeklickst und zeitlich genau zugeorndet werden, besonders wenn die AX25-Datenpakete (UNPROTO-Pakete) auch sofort ein Internet-Gateway erreichen. Sind die grünen Ballons weiter entfernt, so wurde entweder die Bakenzeit höher eingestellt oder kein APRS-Gateway oder zumindest APRS-HF-Digipeater erreicht. Meist handelt es sich um letzteres.

 

Ich will von Zuhause auf 144.800 MHz QRV werden

 

  • PC (Internetverbindung ist kein Muss - optional)
  • Eines der APRS Programme wie z.B. UIView32 oder WinAPRS oder das seit 2014 neue APRSmap von OE5DXL 
  • Einen TNC (vorzugsweise im KISS-Modus betrieben) oder Mod/Demod. über die Soundkarte mit entsprechendem Treiber
  • 2m-Funkgerät
  • Ggf. Lötarbeit für ein Kabel zwischen Funkgerät und TNC bzw. Soundkarte / RS232 PTT (eine steckerfertige Variante sind etwa die TNC7multi im Zusammenspiel mit den YAESU Geräten FT 7800, FT8100 oder FT8800 mit dem vorgefertigten 6pol. DIN Kabel zur DATA Buchse der Funkgeräte)

 

Beispiel: UIVIEW32 - zeigt die über HF empfangenen Positionsdaten an. Zusätzliches Kartenmaterial kann installiert werden. Über UIView können auch Nachrichten zu bemannten Fest- oder Mobilstationen gesendet werden (Textmessages). Optional kann UIVIEW auch aus dem Interent verfügbare Daten der APRS-Server und anderen Gateways anzeigen. Hierfür können auch umfangreiche Filtereinstellungen (Call Suffix, Gebietseinschränkung) etc .. eingestellt werden, was aus dem Internet zur Anzeige gelangen soll. UIVIEW ist auch als Gateway oder Digipeater konfigurierbar. OE7JRT Sepp in Lanersbach ist des öfteren mit UIView32 in APRS QRV. Seine Bake ist die der Feststation (Home-QTH)

Ich will mobil, z.B.: aus dem Auto heraus auf 144.800 MHz QRV werden

 

  •  Ein 2m Funkgerät, evlt. Duobander, einen TNC (z.B. Opentracker) und eine GPS Maus, welche im seriellen NMEA Format (4800 Bd) die GPS Daten zur Verfügung stellt
  • Alternativ einen Duobander poder Handgerät mit integriertem TNC (APRS und PR fähiges Funkgerät) und eine GPS NMEA Maus. Diese Geräte können die Positionsdaten anderer auch anzeigen und Kurznachrichten empfangen / senden. (Mikrofontastatur)
  • Je nach Variante mehr oder weniger oder keine Bausatz- und Lötarbeit für Verbindungskabel oder z.B.: den openTracker

Beispiel: OpenTracker (kleiner TNC für APRS KISS) - setzt GPS Daten der Maus in PR Signale (unproto APRS Standard) um.

 

Beispiel: APRS und PR fähiges Kenwood DM-710, in der Anwendung von OE7FMI und OE7BKH sowie die Komfortvariante mit angeschlossenem Navi. Dies zeigt die anderen Stationen auf dem Display an. Andere Stationen (beweglich oder fic) können hiermit sogar annavigiert werden. Die Funkgeräte können auch Nachrichten anzeigen und senden. Der Textnachrichtenversand im APRS erfolgt ebenfalls mit UNPROTO-Paketen, jedoch ergänzt durch Acknoledgement-Pakete (Bestätigungspakete wenn die Nachricht am Empfängercall angekommen ist und angenommen wurde).

 

 Ich will über Kurzwelle (z.B.: vom Schiff aus) APRS betreiben.

Dies ist genauso möglich. Dort wo keine Digipeater oder Gateways auf 144.800 MHz oder den anderen VHF/UHF Standardfrequenzen installiert sind (offenes Meer, ferne Länder), dienen Kurzwellengateways zur Informationsübermittlung. Dies funktioniert jedoch mit anderen Baudraten und anderen Frequenzen.

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Technik / Digipeatertypen (Auszug aprs-dl.de - nähere Informationen siehe http://www.aprs-dl.de)

Digipeater und Gatewaytypen:
  • Fill-in-Digis  sind "Zubringer" an weniger exponierten Standorten und übermitteln ausschließlich lokal abgestrahlte Baken zuverlässig an den nächsten WIDE-Digi. Sie werden mit WIDE1-1 angesprochen. Da sie nur auf WIDE1-1 reagieren, senden sie natürlich auch wenig und sind in der gewonnenen Zeit gut ansprechbar. Sie verbessern aber nicht die Empfangsmöglichkeit von Baken, die über mehrere Digipeater geleitet worden sind (Fill-in-Digi reagiert also z.B. nicht auf WIDE2-1 oder WIDE3-2 von WIDE-Digi). 
  • Wide(n-N)-Digis  stehen dagegen auf exponierten Standorten und ermöglichen den "Weitverkehr". Diese könnten technisch mit WIDE1-1 bis WIDE7-7 (nach der Anzahl der gewünschten "Hops") angesprochen werden.  Regelmäßig sollten nicht mehr als 3 Digipeater im Pfad eingestellt sein. Immer mehr Digipeater kürzen die Pfade über WIDE3-3 auf diesen Wert (Neue Empfehlungen, genannt NewParadigma). Digipeater mit UIDIGI-Software (derzeit die meisten in DL!) sind wegen des auf den EPROM beschränkten Softwareumfanges nicht zur Pfadkürzung in der Lage, sie geben größer eingestellte Werte einfach nicht weiter. Der User erreicht damit das Gegenteil von seiner Absicht!
  • Gateways  Diese digipeaten nicht im HF-Netz weiter, sondern senden die Bakeninformationen an die APRS Server im Internet. Digipeater können zugleich Gateways sein, wenn sie einen Internetanschluss haben.
Allgemeine Hinweise:
  • WIDE1-1 darf ausschließlich an erster Stelle im Pfad stehen!
  • Bei Feststationen steht der nächste Digi an erster Stelle im Pfad!
  • Nicht mehr als maximal 3 Hops (WIDE3-3) einstellen!  

Grundeinstellung:

Pfadeinstellung:

Die richtige Pfadeinstellung ist grundätzlich davon abhängig ob mit dem ersten Hop (also dem ersten erreichbaren Digipeater) ein Fill-In oder ein Wide-Digi erreicht werden soll/muss. Feste Stationen werden in der Regel wissen, ob sie einen Wide-Digi direkt erreichen. Wenn ja, sollte auf das Adressieren eines Fill-in-Digi verzichtet werden. Daraus folgt, das die einzutragenden Pfade für die jeweils gewünschte Anzahl der Weiterleitungen für bewegliche und feste Stationen regelmäßig unterschiedlich ist. Das Grundkonzept ist recht einfach:

  • Hop = steht für Anzahl der Weiterleitungen durch Digipeater.
  • n     = steht für Anzahl der gewünschten Hops.

Grundsatz:

  • n - Hop = WIDEn-n

Ausnahme:

Es gilt nur eine Besonderheit bei der 1-Hop-Adressierung  zu beachten: Da Fill-in-Digipeater auf WIDE1-1 reagieren, muss für den Fall, dass als erste Station ausschließlich ein Wide-Digi angesprochen werden soll (weil man den direkt erreichen kann), immer mit WIDE2-1 und nicht mit WIDE1-1 gearbeitet werden. WIDE2-1 hat auch nur einen Hop zur Folge, Fill-in-Digis reagieren darauf aber nicht. Daraus folgt folgende Empfehlung:

Feste Stationen:

  • 1 - Hop        WIDE2-1     [es werden auch für den ersten Hop  nur  Wide-Digis adressiert]
  • 2 - Hop        WIDE2-2
  • 3 - Hop        WIDE3-3
  • n - Hop        WIDEn-n

Mobilstationen:

  • 1 - Hop       Wide1-1       [es wird für den ersten Hop ein Wide oder ein Fill-In adressiert]
  • 2 - Hop       WIDE1-1,WIDE2-1
  • 3 - Hop       WIDE1-1,WIDE2-2
  • n - Hop       WIDE1-1,WIDEn-n

Anmerkung zur Eintragung des Pfades:

  • In UI-View muss neben dem eigentlichen Pfad immer noch die sog. "Destination-Adress"  [oder auch "to-call"] in den Pfad eingetragen werden. Die "Destiantion-Adress" kennzeichnet im APRS die verwendete Software-Version. Bei UI-View ist der Eintrag "APRS". Ein 2- Hop -Pfad einer festen Station wird in UI-View deshalb als:   APRS,WIDE2-2  eingetragen. [Daraus generiert UI-View dann seine eigene "Destiantion-Adress" = APU25N]
  • Es sollte darauf verzichtet werden eigene "Destination-Adresses" z.B. zur Kennzeichnung des regionalen Herkommens zu "erfinden" [z.B.  APRSBY = Station aus Bayern]. Die "Destination-Adress" hat im APRS-Protokoll zwei explizite Funktionen: Kennzeichnung der Software oder die Kennzeichnung von ALTNETS. 
  • Beim Kenwood TM-D700/TH-D7 wird die "Destination-Adress" automatisch generiert und eingefügt. Deshalb ist als Pfad bei der Konfiguration über das Menue nur  WIDE2-2 einzutragen

 

Proportionale Pfade

Insbesondere für Tracker und Mobilstationen mit hoher Bakenfrequenz oder auch Digipeater bietet sich die Verwendung von proportionalen Pfaden für die Aussendung ihrer Positionsmeldungen an.

Das ursprüngliche APRS-Design nutzte einen Verfalls-Algorithmus, um neue Daten häufiger auszusenden als alte Daten, und jede spätere Kopie immer seltener, wenn das Paket unverändert bleibt. Die meisten Folgegeräte und Tracker ignorierten dieses Fundamentale Prinzip und sendeten viel zu oft unveränderte, doppelte Informationen.

Wir benötigen  deshalb Tracker, die direkte und lokale 1-hop Pfade häufiger verwenden als 2- oder 3-hop Pfade. Dies nett sich "Proportional Pathing" (Verhältnismäßige Pfade). Diese Technik verringert die Belastung im Netzwerk um einen HOHEN Faktor, da Mobilstationen mit hohen Bakenraten und langen Pfaden eines der größten Probleme darstellen. Zusätzlich löst es das Problem der Angleichung der Pfade zwischen einzelenen Gebieten. Die Einstellung "Proportional Pathing" = 3 sollte nahezu überall OK sein

Es bedeutet, dass der Mobilist/Tracker:

  • 1-Minuten-Takt aber direkt sendet.
  • 2-Minuten-Takt über WIDE1-1 sendet. 
  • 4- Minuten-Takt  über WIDE1-1,WIDE2-1 sendet.

Diese Technik verringert die Belastung im Netzwerk um einen HOHEN Faktor, da Mobilstationen mit hohen Bakenraten und langen Pfaden eines der größten Probleme darstellen. Zusätzlich löst es das Problem der Angleichung der Pfade zwischen einzelenen Gebieten.

Entsprechendes bietet sich im Hinblick auf die Net-Cycle-Time von 30 Minuten angepasst auch für die Aussendungen von Digipeatern an. Für UI-DIGI kann dies wie folgt erreicht werden (2-Hop-Net):

  • BDL 1 NULL
  • BDL 2 WIDE2-1
  • BDL 3 WIDE2-2
  • BE 1 330
  • BE 2 550
  • BE 3 1750

Hier wird also der erste Bakentext lokal alle 10 Minuten abgestrahlt. Der zweite Bakentext über zwei Hops alle 30 Minuten und der dritte Bakentext über drei Hops alle Stunde.

Diese Technik ist z.B. auch im neuen Kenwood TM D710 implementiert.

 

 73 de OE7FMI

P.S.: Vereinzelte Texteile aus Wikipedia, www.oevsv.at  und www.aprs-dl.de  - zum Teil angepasst oder leicht abgewandelt.

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