Automatic Position Reporting System

®marque déposée par WB4APR (Bob Bruninga)

F1EFQ le 25-11-2000

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Historique

L'APRS a été inventé et développé par  Bob BRUNINGA (WB4APR).

C’est un mode de trafic à part entière, basé sur le packet radio, plus précisément sur des trames UNPROTO (UI) , en général les balises sur le réseau packet.

Le réseau APRS s'est développé essentiellement aux Etats-Unis, en parallèle du réseau packet. Partout en Europe, la fréquence utilisée est 144.800 MHz, sauf en Suisse (144.812.5MHz), et au Portugal.

Fonction de l’APRS

L'APRS offre des fonctions avancée, dans le cadre de la transmission de position et même au delà. En utilisant un émetteur/récepteur, un modem packet (TNC, Baycom au autre) et un PC, vous pouvez transmettre vos coordonnées, et localiser visuellement d'autres stations sur une carte. En connectant un récepteur GPS au modem, à votre mobile ou portable, vous êtes QRV pour transmettre automatiquement votre position. Parmi les autres applications signalons également la transmission de données météorologiques et les possibilités de RDF. Vous pouvez également transmettre et recevoir des mini-messages. Il est possible de couvrir une très grande distance, en passant par un réseau de répéteurs spécialisés évolués.

            A quoi ça sert ? Si vous faites du packet-radio, de la SSTV, de l’ATV, vous serez à même de trouver vous même une explication convaincante, je pense qu’il s’agit d’un « nouveau » mode de trafic, qui est entièrement complémentaire du packet traditionnel, qui peut se mélanger à Internet et qui est de nature à relancer les OM dans l’expérimentation et le bricolage, surtout ceux pour qui Internet a déjà pris le pas sur le packet en tant que moyen d’acheminement des messages.

GENERALITES D’USAGE EN LA MATIERE

            Ce « mode » a été développe par un américain, qui en a déposé la marque. On peut donc s’interroger sur le caractère amateur de la démarche… On peut se dire aussi que s’il n’y avait jamais eu d’implications commerciales sous-jacentes, le réseau packet radio aurait aujourd’hui un autre visage, peut-être la communauté radio-amateur aussi.

            Concrètement, le fabricant Kenwood a été le premier à développer une gamme de produits basés sur la marque déposée APRS © mais Alinco a déjà sorti un modèle, et l’on trouve d’autre produits basés sur l’APRS un peu partout.

            Deuxièmement, les logiciels utilisés en APRS sont relativement jeunes, et pour la plupart ne sont pas gratuits. Bien sûr encore une fois nous sommes à la frontière du monde amateur, mais les exemples ne manquent pas de logiciels de calculs électroniques, ou tracking de satellites payants, pour des sommes franchement abordables.

Materiel mis en œuvre

Ici, comme en packet radio, il y en a pour tous les goûts. De la nature même de l’APRS, il est évidemment que c’est en mobile qu’il présente le plus d’intérêt. Comme annoncé dans l’introduction, il ne s’agit sur le plan physique ni plus ni moins que de packet radio en trames UI (unproto). On peut donc en déduire que n’importe que équipement radio VHF fera l’affaire. Aujourd’hui l’APRS est à 1200 bauds, c’est comme ça…mais on peut aussi essayer à 9600, il n’y a pas de problème théorique.

L’autre principe élémentaire de l’APRS est qu’une seule fréquence à l’échelle internationale est nécessaire (aujourd’hui et à moyen terme), contrairement au réseau packet d’acheminement de messages, qui n’est pas rendu obsolète en aucun cas ! En Europe cette fréquence a été définie à 144.800 MHz. L’application de cette convention ne semble pas causer autant de trouble que le fut l’affectation des fréquences packet en son temps…

Ensuite vient la notion de position. Là c’est en fonction de l’application envisagée, et de moyens disponibles. On imagine qu’une station fixe a peu d’intérêt a acquérir un GPS, de même qu’une station transportable peut se contenter de saisir manuellement sa position à partir d’une carte, par exemple sur un QTH de vacances ou de contest.

Les stations réellement mobiles (ballons, véhicules, …) quant à eux apprécieront d’avoir un GPS relié à leur installation. Le modèle du GPS n’est guidé que par un seul impératif : la présence d’un connecteur informatique série délivrant des informations NMEA (ou autres moyennant adaptateur, par exemple Delorme Earthmate© ou Sony SkyMap ©).

Puis l’encodeur de position proprement dit, peut être sous des formes relativement variées. Là il est clair que pour nous, français du bassin parisien ou d’ailleurs, la majorité de l’offre « toute faite » est outre-atlantique. Voici une liste presque complète des « encodeurs de position APRS autonomes» sous forme d’un tableau comparatif :

Nb : j’entends par Encodeur que l’appareil en question est capable de créer des trames AX-25 complètes, et peut donc être relié directement au connecteur BF d’un emetteur.

Autres encodeurs : ce sont des logiciels associés à des modems packet.

Là je ne peux faire de tableau exhaustif, les combinaisons sont multiples et il y en a pour tous les goûts.

Je cite en vrac :

PC : DOS, Windows, Linux , MAC, HPC WinCE, Palm Pilot...

Et pour les modems, presque tous les TNC et Baycom font l’affaire…

Regret (énorme) : pour l’instant aucun programme APRS existant n’utilise la couche AX25 de Flexnet. Je pense que c’est culturel, l’APRS étant développé surtout aux Etat-unis et au Royaume-Uni… et j’espère voir arriver des logiciels APRS sous Flexnet !

Avec tous ces appareils, vous serez en mesure de transmettre des données APRS, que ce soit votre position (avec ou sans GPS) ou des messages (QSO, DX, Météo, …).  Ces informations APRS peuvent transiter par n'importe quel relais, y compris les relais phonies.

Les encodeurs automatiques offrent en général la possibilité, comme les logiciels, d'émettre les données sur commande manuelle ou programmée toutes les x minutes, voire au moment de la relâche du PTT, permettant ainsi la transmission de la trame APRS.

En complément, vous aurez à vous procurer les cartes que vous souhaitez ou les faire vous même si vous disposez d'un scanner, sinon l’échange de cartes au formats les plus courants est possible entre Oms.

Des cartes de Paris et RP pour UI-View sont disponibles par EDONKEY2000, installer le logiciel dispo sur http://www.edonkey2000.com puis faire une recherche sur uiview (28 dalles dispo)

APRS, Protocole et format :

     APRS utilise les frames UI qui retiennent toute l'aptitude de détection d'erreur de paquets ordinaires, mais sans accusé de réception. Entendez par là que les balises de position APRS sont envoyées a intervalles réguliers, mais que seuls les paquets « de mini-messages »  réclament un accusé de reception, lui aussi envoyé en UI.

Pour les généralités, un descriptif complet du protocole APRS est disponible sur Internet sur le site APRS « officiel ». Mon but est simplement une présentation concise, je prendrai donc un exemple :

Voilà le format théorique d’une trame APRS de base ( comprenant l’envoi d’une position et d’un commentaire)

! DDMM.hhN /DDDMM.hhW$commentaires

! marque le début d’une trame APRS ne supportant pas la messagerie, on aurait pu mettre = ou @ dans le cas contraire

DDMM.hhN est la latitude en Degrés Minutes Centièmes (ici Nord) WGS84

DDDMM.hhW est la longitude Degrés Minutes Centièmes (ici West) WGS84

$ est le symbole qui sera affiché sur la carte, cela représente une îcone bien précise (on peut en essayer d’autres, # pour l’étoile, - pour la maison)

            commentaires est le texte libre (limité en nombre de caractères)…

Quelques courts exemples tiré du trafic APRS 144.800

L’envoi d’une « balise de position » (cet exemple vous permet de composer vos propres balises APRS avec un simple TNC (BTEXT) ou

F1EFQ>APRS,F1EUC-14*,WIDE <UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

L’envoi d’informations météo (PTU, etc...)

F5SDM-8>APRS,F1NVW,F1EUC-14* <UI>: =4853.36N/00217.58E_210/001g001t046.4p000b0010h68/ Info meteo 18h00 UTC

Un « QSO » par mini-messages en APRS :

F5SDM>APRS <UI C>::F1EFQ    :Bonjour {01

F1EFQ>APRS <UI C>::F5SDM    :ack01

F5SDM>APRS <UI C>::F1EFQ    : 73’s  et a bientot {02

F1EFQ>APRS <UI C>::F5SDM    :ack02

Les Répéteurs :

Les répéteurs numériques utilisés en APRS n'ont que peu de choses communes avec leur aînés purement AX25. La raison principale est que les nodes AX25 sont des routeurs pour du trafic connecté de point à point, tandis que l'APRS utilise un trafic UNPROTO non connecté !

Grossièrement,  en APRS, tous les digipeaters s'appelleront RELAY ou WIDE, ce qui évite d'avoir à connaître l'indicatif d'un répéteur lorsque nous sommes en terrain inconnu ! Ce mode de trafic n'est possible que si tous (stations et digis) sont sur une fréquence unique. C'est la raison pour laquelle la fréquence unique 144.800 MHz a été choisie.

On notes plusieurs modes de fonctionnement originaux :

Les répéteurs simples (methode traditionelle)

Configuration identique au packet-radio traditionnel.

Par exemple, Tout le monde utilise en packet cette methode:
F1EFQ>APRS,F1EUC-14 <UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

Les répéteurs de proximité  RELAY :

Utilisés pour couvrir une zone locale, ces répéteurs ont pour alias "RELAY". Ceux-ci répètent les informations entendues vers d'autres répéteurs ayant pour alias "WIDE".

Si dans le path de vos balises unproto APRS vous mettez "RELAY", vos balises seront répétées par tout DiGi [ayant donc pour alias "RELAY"]. Il pourra y avoir plusieurs répéteurs "RELAY" dans une zone "WIDE". En APRS, il suffit de préciser RELAY, les digis RELAY qui vous entendront prendront automatiquement l’alias pour repeter votre paquet.

Par exemple :

F1EFQ>APRS,RELAY<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

sera répété comme suit :

F1EFQ>APRS,F1EUC-14* <UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

Les répéteurs étendus WIDE :

Le fonctionnement est identique au précédent, le différence est que les répéteurs prendront l'alias "WIDE", et transmettront leurs informations vers d'autres répéteurs "WIDE". Le principe est que les répéteurs et stations ignorent tout de l’existence même du répéteur voisin, c’est le répéteur qui entend la trame qui réagit.

Par exemple :
F1EFQ>APRS,RELAY,WIDE<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

sera répété par exemple comme suit :

F1EFQ>APRS,RELAY,PARIS*<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

F1EFQ>APRS,RELAY,F1EUC-14*<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

Soit ici les 2 stations répéteurs WIDE à portée dont la première a pour alias PARIS (en l’occurrence le répéteur F5SDM)

Les sauts de répéteurs de WIDE en WIDE  (WIDEN-N) :

Permet de déterminer la direction pour le transfert de vos données APRS.
Par exemple, WIDE3-3 acheminera vos données vers 3 autres Digi WIDE et dans toutes les directions (360°) , voir le tableau plus bas.

F1EFQ>APRS,RELAY,WIDE3-3<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

La méthode TRACEN-N :

Assez semblable à WIDEN-N à l'exception que les répéteurs ajoutent leurs propres indicatifs avant de retransmettre vos données.

F1EFQ>APRS,RELAY,TRACE3-3<UI C>:

=4849.53N/00221.71E&Station Amateur Paris 13 {UIV23}

La méthode SSID :

Il est possible de configurer dans le path un nombre unique de 1 à 15 qui spécifiera le nombre de DiGi utilisés pour acheminer vos données APRS. Il sera même possible d'indiquer une direction d'acheminement des paquets :

   PARAMETRE      NOMBRE DE DIGIs        DIRECTION
    1                   1                TOUTES
    2                   2                TOUTES
    3                   3                TOUTES
    4                   4                TOUTES
    5                   5                TOUTES
    6                   6                TOUTES
    7                   7                TOUTES
    8             2 (ou plus)*           NORD
    9             2 (ou plus)*           SUD
    10            2 (ou plus)*           EST
    11            2 (ou plus)*           OUEST
    12            PLUSIEURS**            NORD
    13            PLUSIEURS**            SUD
    14            PLUSIEURS**            EST
    15            PLUSIEURS**            OUEST
 

(*) Le premier Digipeater qui recevra vos données APRS spécifiera l'intégralité de la ROUTE avant l'acheminement.

(**) Le Digipeater qui reçoit vos données APRS spécifiera l'indicatif du prochain Digipeater avant l'acheminement qui sera effectué jusqu'à ce que vos données APRS arrivent à destination.

Bibliographie et références utiles :

http://www.franceaprs.net (Tres bon site, logiciels et exemples de configuration)

http://radioamateur.f1rfn.free.fr/jcm_aprs.htm

http://www.radioamateur.org/aprs/ (site de F5PYF, excellent)

http://www.findu.com  La cerise sur le gâteau pour les Internautes : votre postition en temps reel sur des cartes détaillées accessibles à tous par le WEB ! Paranoïaques, méfiance …

Essayez par exemple http://www.findu.com/cgi-bin/find.cgi?F1EFQ

http://mapg.ifrance.com/mapg

http://aprs.free.fr

http://web.usna.navy.mil/~bruninga/aprs.html (Site « Officiel », pas le meilleur)

Logiciels :

http://aprs.free.fr/aprs/uiview/mirror/fpeaksys.htm (UI-View, une référence)

http://www.qsl.net/n4uyq/aprsdigi.htm  (un digi APRS sous DOS)

http://www.homepages.hetnet.nl/~remko (un excellent digi APRS Dos ou Linux)

http://aprs.rutgers.edu  (LE site américain de WinAPRS)