APRS

von Lukas Reinhardt DO7VLR

Wie funktioniert APRS?  -  Welche Möglichkeiten bietet APRS?  -  Arten von APRS-Stationen  -  Wie wird man QRV in APRS?  -  APRS-Hardware  -  APRS-Software  -  APRS-Wetterstation  -  APRS über Satelliten und die Internationale Raumstation ISS  -  APRS @ DO7VLR  -  APRS Digipeater SAAR  -  APRS-Links

Wie funktioniert APRS?

APRS funktioniert nach dem selben Prinzip und mit der selben Technik wie Packet-Radio, jedoch ohne einen Connect aufzubauen und ohne die übliche "Übertragungsgarantie".
Positionsdaten – gewonnen von einem GPS-Empfänger oder manuell eingegeben – werden mit einem speziellen Modem digitalisiert und über ein Funkgerät ausgestrahlt (im 2m-Band auf 144,800MHz mit 1200baud europaweit). Dieses Signal wird von einem Digipeater (Digitalumsetzer) empfangen und wieder ausgestrahlt. Der Benutzer kann dabei festlegen, über wie viele Digipeater sein Signal weitergeleitet werden soll.

 
Mit einem Klick bekommt man die Daten einer Mobilstation (Geschwindigkeit, Kurs, Höhe, etc...)

Aufgrund der mittlerweile sehr hohen Datenmenge - weltweit wird das System momentan von ca. 12000 Funkamateuren genutzt - ist es nötig, die Daten zur weltweiten Verbreitung über das Internet zu schicken. (Das Packet-Radio-Netz in Deutschland würde das Datenaufkommen der deutschen Stationen zwar durchaus bewältigen, leider ist das Packet-Radio-Netz anderer Länder nicht so gut ausgebaut wie das deutsche, sodass eine grenzüberschreitende Nutzung unvorteilhaft wäre. Die Standort-Problematik, welche aufgrund strengerer Vorgaben der DFMG entstanden ist,  was die Anzahl der Antennen und die Leistungsaufnahme der Stationen betrifft,  hat zudem dazu geführt, dass nun auch in Deutschland etliche Packet-Radio-Linkstrecken abgeschaltet werden mussten. Ein Teil des Packet-Radio-Datenverkehrs wird daher über das Internet mittels AXUDP-Links übertragen.). Deshalb werden von Funkamateuren sog. "IGates" , also InternetGateWays, aufgebaut, welche die empfangenen Daten ins Internet leiten. Dort werden sie über 3 zentrale Server gesammelt und in Datenbanken abgespeichert.
Es ist also nicht möglich, alle aktiven Stationen gleichzeitig nur über Funk zu empfangen, jedoch solche bis zu einem Radius <200km um den eigenen Standort.

Welche Möglichkeiten bietet APRS?

Neben der Möglichkeit, mobile und portable Amateurfunkstationen zu verfolgen und ortsfeste anzuzeigen (mit Name und Kurzinfos), bietet das APRS-Netz die Möglichkeit zur Übertragung von Messwerten aller Art. Dazu gehören auch Wetterstationen. In den USA werden die Wetterdaten, welche von Funkamateuren ins APRS-Netz eingespielt werden, sogar von nationalen Wetterservice genutzt. Auch in der restlichen Welt gibt es viele APRS-Wetterstationen, die Daten wie Temperatur, Feuchte, Windgeschwindigkeit und -Richtung, Luftdruck und Regenmenge übermitteln. Somit kann man sich mit einem Klick ein Bild vom Wetter an einem bestimmten Standort machen.

Anzeige von Wetterdaten in APRS

Weiterhin kann man Kurznachrichten über das System verschicken, ähnlich SMS, nur bequemer (man bekommt sogar eine Rückmeldung, ob die Nachricht angekommen ist). Mittlerweile kann man über diese Funktion auch Kurz-E-Mails schreiben (man muss die Nachricht einfach an EMAIL adressieren und als erstes im Text die E-Mailadresse angeben). Und das alles weltweit.


Kurznachrichten (Messages) senden und empfangen

Arten von APRS-Stationen

1. Heimstationen (beinhaltet: Wetterstationen):
   
   Station sendet von festem Standort in regelmäßigen Abständen die eigene Position bzw. Daten aus, Nutzer hat die Möglichkeit Messages zu senden und zu empfangen. Kann andere Stationen sehen, mit Kartendarstellung, etc.
   
   
2. Mobilstationen / Portabelstationen:
   
   Station sendet von veränderbarem Standort, bzw. von einem Fahrzeug, in regelmäßigen Abständen die eigene Position aus. Je nach verwendeter Ausstattung ist Empfang und Senden von Messages möglich.
   
   
3. Digipeater:
   
   Station befindet sich an einem festen Standort, meist ohne Aufsicht und idealerweise auf einem Berg bzw. einer Erhöhung und ist rund um die Uhr in Betrieb. Die Position wird in regelmäßigen Abständen ausgesendet.
   Aussendungen anderer Stationen werden empfangen und wieder ausgesendet. Somit wird deren Reichweite um die des Digipeaters erhöht und ein größeres Gebiet kann versorgt werden.
   
   
4. Internet-GateWay:
   
   Station befindet sich an einem festen Standort, meist ohne Aufsicht. Kann auch direkt an einem Digipeater angeschlossen sein.
   Die über Funk empfangenen Datenpakete werden zu den APRS-Servern ins Internet geleitet wo sie in Datenbanken gespeichert werden und weltweit zur Verfügung stehen. Messages für Stationen im Einzugsbereich des GateWays, welche über Internet empfangen werden, werden über Funk ausgesendet. So können lokale Benutzer Weltweit Messages versenden ohne selbst mit einem APRS-Internet-Server verbunden zu sein.
   
   
5. APRS-Server:
   
   Sendet normalerweise keine Positionen aus. Empfängt Daten von Internet-GateWays und leitet sie über das Internet an angeschlossene Benutzer und andere Server weiter.

Wie wird man QRV in APRS?

1. Heimstation:
   
   Wer bereits in Packet-Radio QRV ist sollte keine Probleme haben in APRS QRV zu werden. Man benötigt ein 2m- Funkgerät, Antenne und ein 1k2-Modem oder TNC und einen Computer (mindestens Pentium >100MHz). Man kann auch eine evtl. vorhandene Soundkarte als Modem benutzen.
   Natürlich wird noch die APRS-Software benötigt, die Programme sind größtenteils Freeware. Mehr zu Software steht weiter unten.
   
   
2. Mobil- oder Protabelstation:
   
   Als Mobilstation benötigt man zunächst einen GPS-Empfänger um die aktuelle Position zu ermitteln. Da man meist keinen Laptop oder PC im Auto betreibt, ist ein sog. "Tracker" von Nöten. Dieser wandelt die Signale des GPS-Empfängers um in ein 1k2 Packet-Radio-Signal. An ein 2m-Mobilfunkgerät oder Handfunkgerät angeschlossen, übermittelt der Tracker in vom Benutzer festgelegten Zeitabständen die aktuelle Position mit Geschwindigkeit, Richtung, Höhe und selbst definierter Kurzinfo (z.B. Name, etc.).
   Mehr zu Trackern und GPS-Empfängern im nächsten Abschnitt.

APRS-Hardware

• Tracker für Mobilbetrieb:
  

• Funkgeräte mit APRS-Unterstützung für Mobil- bzw. Portabelbetrieb:
  
  
  Folgende Funkgeräte haben die APRS-Funktionen bereits eingebaut und benötigen somit keinen "Tracker". Es wird jediglich ein GPS-Empfänger benötigt, der direkt angeschlossen werden kann.
  Die beiden KENWOOD-Geräte haben zusätzlich den Vorteil, dass sie empfangene Daten direkt auf dem Display anzeigen. Somit sieht man immer – auch ohne PC – was in APRS los ist. Des Weiteren kann man Messages senden und empfangen.

   

  Kenwood TH-D7 E (Gerät wird nicht mehr hergestellt!) 2m / 70cm Handfunkgerät Eingebauter TNC für Packet-Radio und APRS mit 9600baud und 1200baud Buchse für GPS-Empfänger

  
  

  Kenwood TM-D700E (Gerät wird nicht mehr hergestellt! Nachfolgemodell ist das TM-D710E) 2m / 70cm Mobilfunkgerät Eingebauter TNC für Packet-Radio und APRS mit 9600baud und 1200baud Buchse für GPS-Empfänger

  
  

  Kenwood TM-D710E (Das Nachfolgemodell des TM-D700E) 2m / 70cm Mobilfunkgerät Eingebauter TNC für Packet-Radio und APRS mit 9600baud und 1200baud Buchse für GPS-Empfänger oder Wetterstation Echolink-Funktion Breitband-Empfänger bis 1,3 GHz Infos bei Kenwood Deutschland: www.kenwood.de Bezugsquelle in Deutschland: u.a. Difona

   

  Alinco DR-135 2m Mobilfunkgerät Eingebauter TNC für APRS mit 9600 baud und 1200baud Buchse für GPS-Empfänger Infos bei Alinco USA (englisch): www.alinco.com Bezugsquelle in Deutschland: u.a. Bogerfunk

  
  
  
• GPS-Empfänger:
  
  Es gibt mehrere Arten von GPS-Empfängern in unterschiedlichen Preis-Kategorrien, die für APRS interessant sind:
  
  - GPS-Maus:
  GPS-Empfänger, in den Anfängen in Form einer PC-Maus, heute bereits wesentlich kleiner. Hat kein Display und kann per integriertem Magnet auf das Fahrzeugdach gesetzt werden. Sehr preisgünstige Empfänger und besonders geeignet für APRS-Mobilbetrieb im Auto, LKW, usw. Externe Stromversorgung (12V- Zigarrenanzünder) Ab ca. 65 Euro zu haben.
  
  
  - GPS-Handheld:
  Hand-Empfänger mit oder ohne Kartendarstellung. Geeignet wenn man APRS auch mal bei einer Wanderung, auf dem Fahrrad oder Ähnlichem einsetzen will. Natürlich auch zum Betrieb im Fahrzeug geeignet, dann hat man noch gleich einen Digitalkompass oder sogar ein Navigationssystem. Stromversorgung über Batterien/Akkus (Portabelbetrieb) oder über Adapterkabel 12V Zigarrenanzünder. Preise ohne Kartendarstellung ab 130 Euro , mit Kartendarstellung ab 200 Euro.
  
  Dies sind Empfängertypen, die am Häufigsten für APRS in Betracht kommen. Natürlich gibt es auch Empfänger mit Farbdisplay zum Festeinbau im Auto, GPS-Empfänger für PDAs mit CompactFlash- oder SecureDigital-Steckplatz.
  
  
  Was man unbedingt beachten muss: Der GPS-Empfänger MUSS eine serielle Schnittstelle (RS-232) zur Datenausgabe besitzen, damit man ihn mit dem Tracker bzw. dem Funkgerät oder auch PC verbinden kann. USB-Anschlüsse sind meist ungeeignet. Im Zweifelsfall beim Händler erkundigen!
  
  Viele Informationen zu GPS findet man auf der Homepage von Klaus, DJ7OO: www.kh-gps.de
  
  Bezugsquellen für GPS-Empfänger sind u.a.: Landolt Computer, Reichelt Elektronik, WayPoint GPS-Vertrieb. Man wird auch bei eBay fündig...
  
  
  
• Übersicht: Hardware zum APRS-Betrieb zu Hause:
  
  - PC oder Notebook, mindestens 100MHz, 64MB Ram
  - 2m Funkgerät und Antenne
  - Packet-Radio Modem mit 1200 baud oder TNC mit 1200baud oder Soundkarte mit Line-In
  
  - Man kann APRS auch über das Internet betreiben

APRS-Software


Übersicht über APRS-Software zur Nutzung als APRS-Heimstation:

APRS-Wetterstation

Wer eine Wetterstation besitzt und die aktuellen Daten ins APRS-Netz einspielen will, benötigt zusätzlich zu UI-View32 noch ein Zusatzprogramm, welche die Daten von der Station ausliest und – für APRS aufbereitet – bereitstellt.
Wetterdaten werden in APRS nach folgendem Schema übertragen:

DO7VLR-5>APSAAR,WIDE2-2
!4923.07N/00712.39E_297/005g003t073r000p000P000b10200h18

wobei das in rot Dargestellte die eigentlichen Wetterdaten sind.

UI-View und UI-View32 verlangen eine Text-Datei, die diesen (hier rot dargestellten) Eintrag enthält. Diese zu erstellen ist die Aufgabe des oben erwähnten Zusatzprogramms.

Nachfolgend eine Liste mit Wetterstationssoftware mit APRS-Unterstützung:

• Infos zu HeavyWeather <> UI-Weather findet man auf der Seite
  www.darc.de/g/25/aprs/APRS_DK5EC.htm unter dem Punkt "APRS mit Wetterstation".
  
  
• open2300 läuft bei DB0LJ mit einer WS-2305. Infos unter www.db0lj.de
  
  
• Ich selbst benutze Weather Display mit einer HUGER WM918 und UI-View32. Bei Fragen und Problemen helfe ich gerne weiter.

APRS über Satelliten und die Internationale Raumstation ISS


Natürlich kann man APRS auch über Satelliten und sogar über die ISS machen. Dazu sind nicht einmal große, aufwendige Antennensysteme von Nöten, es funktioniert auch mit einer normalen Rundstrahlantenne.

Hier eine Übersicht:

APRS @ DO7VLR

APRS läuft bei mir zu Hause rund um die Uhr mit. Wenn ich mit dem Auto unterwegs bin, kann man mich unter DO7VLR-9 verfolgen.

Die Konfiguration der APRS-Station ist etwas ungewöhnlich. Das hängt jedoch damit zusammen, dass ich zusätzlich ein InternetGateWay und einen Digipeater betreibe, welche auf einem Linux-System laufen.
Ein TM-D700 empfängt die APRS-Signale auf 144.800MHz und leitet sie zum Linux-Rechner weiter. Dort läuft die Software DIGI_NED, welche die empfangenen Signale zum InternetGateWay weiterleitet und über TCP/IP zum Windows-Rechner. Hier läuft XGlue, welches die Pakete an AGWPE weiterleitet, welches wiederum mit UI-View32 verbunden ist.
Die Wetterstation HUGER WM918 ist mit dem Windws-Rechner über die serielle Schnittstelle verbunden. Das Programm Weather Display liest die Daten aus der Station aus und gibt sie an UI-View32 weiter, welches die Daten aussendet.

Hier zur Verdeutlichung als Schema:




Und so sieht das ganze aus (Bilder vom Shack unter "Station"):




Im Auto benutze ich das neue Kenwood TM-D710 E und ein interferenzarmes OEM GPS-Modul (GPS 15H-W) von Garmin an einer Kombiantenne von Procom (GPS-C 2R/70/FM), welche eine Aktiv-GPS-Antenne beinhaltet und gleichzeitig für das Autoradio, 2m, 70cm und GSM verwendet werden kann.




APRS Digipeater SAAR

Der DARC e.V. Ortsverband Illingen Q13 betreibt einen APRS-Digipeater auf dem Clubgelände in Marpingen-Rheinstraße (Weinhausköpfchen), JN39NK, 460m über N.N.. Der Digi wird von mir zusammen mit Sepp, DK7VK betreut und versorgt nahezu das ganze Saarland mit APRS. Vier weitere Digipeater decken die ansonsten schlecht versorgten Gebiete ab.

DB0VI läuft ebenfalls mit der Software DIGI_NED unter Linux. Als Funkgerät wird ein Motorola Radius M110 eingestzt, welches an einer Diamond X200 Antenne in 24m Höhe über Grund sendet und empfängt.



Außer APRS ist bei DB0VI noch ein Funkruf-Sender sowie ein Packet-Radio Digipeater mit Funkruf-Server, Mailbox, etc. in Betrieb. Im Februar 2007 wurde auch ein ATV-Relais (Umsetzer fü Amateurfunkfernsehen) bei DB0VI in Betrieb genommen.

Infos zum APRS-Digipeater DB0VI-2 unter www.aprs-saar.de/db0vi-2 .

APRS-Links