APRS – Automatic Packet Reporting System

In diesem Artikel geht es um das Automatic Packet Reporting System kurz APRS, einer digitalen Übertragungsart im Amateurfunk. Wer sich mit Digimodes noch nicht auskennt, der kann mit unserem >Einführungsartikel zu dem Thema< einen ersten Schritt in diese wundervolle Welt machen.

APRS ist quasi eine besondere Form des Paket Radio, bei dem Daten in Paketen, also schubweise in einzelnen Paketen, übertragen werden. Daten, das heißt in diesem konkreten Fall: Wetterdaten, Texte, Rufzeichen, weitere Informationen und Positionen(GPS). Hauptsächlich nutzt man APRS dazu, die eigene Position per Funk zu verbreiten und die Position anderer Funker zu empfangen. Aber APRS kann noch viel viel mehr und ist auch für mehr gedacht. Hierzu wird von den Geräten der jeweiligen Station automatisch ein Datenpaket erstellt, mit folgenden Inhalten:

  • GPS-Koordinaten der Station
  • Rufzeichen zzgl. einer weiteren Zahl (SSID) zur Beschreibung der Station (z.B. 9 für Mobilstationen)
  • ein Symbol zur Anzeige auf einem Bildschirm bzw. einer Karte
  • ein Text mit Informationen, z.B. zu einer (Fieldday-)Station oder was auch immer man anderen mitteilen möchte
  • eventl. einen kurzen Code zum Status der Station (Mic. E)

Solche Pakete werden nun nach einer bestimmten Regel automatisch oder manuell ausgesendet. Andere Funker können das Signal nun empfangen, entschlüsseln und wissen so, wo potentielle Gesprächspartner zu finden sind oder erhalten Informationen über den nächsten OV-Abend oä. Manch ein Funker schreibt z.B. eine Frequenz auf der er QRV ist, in den Text seiner Pakete. Außerdem ist das Wissen um die Positionen und den Status bestimmter Funkstationen von großem Interesse in Notfunksituationen, bei “Einsätzen” oder zur Befriedigung der Neugier. Wetterstationen, Wetterballons und andere Stationen versorgen einen mit weiteren interessanten Informationen. Im Wesentlichen geht es jedoch leider meist nur um Positionsdaten, weshalb manche APRS auch mit Automatic Position Reporting System übersetzen. Hierbei kann es sich auch um die fixen Positionsdaten einer Einrichtung oder z.B. einer Relaisfunkstelle handeln. In unbekanntem Gebiet, wird man so durch eine etwaige Bake über Relais in der Umgebung informiert, die gerade nicht genutzt werden und nur darauf warten, dass mal jemand CQ ruft. Das ist nur eine Methode von vielen, wie man APRS vielseitig für viel mehr, als nur das Tracken von Fahrzeugen verwenden kann.

In Europa wird für APRS meist die Frequenz 144,800MHz FM im 2m-Amateurfunkband genutzt. Die Reichweiten der Übertragungen liegen also im, für dieses Band typischen, “Nahbereich”. Um die Signale weiter zu verbreiten, gibt es sogenannte DigiPeater. Hierbei handelt es sich um Repeaterstationen für APRS, die aber nur auf einer Frequenz arbeiten, anders als Sprach-Relais. Sie empfangen ein Paket und geben es danach auf der gleichen Frequenz wieder aus.

Da alle Relais aber auf der selben Frequenz arbeiten, würden zwei Relais, die sich gegenseitig “hören” mit einem einzigen Paket “Ping-Pong” spielen, bis irgendwer entnervt eines von beiden abschaltet. Die Lösung ist ein weiterer Teil am “Ende des Pakets”, der sog. “Path” also Pfad. In diesem Teil des Pakets steht nun, wie viele “Sprünge” über Relais, das Paket machen soll (maximal sind es zwei) und wie viele es schon hinter sich hat. Die Details sind anderswo sicher besser beschrieben. Auf diese Weise kann es trotzdem schnell passieren, dass man hunderte Kilometer entfernte stationen auf dem Display sieht. Wir sind zwar nicht mehr viele Amateurfunker in Deutschland, trotzdem wäre ein Netz mit nur einer Frequenz sehr schnell überlastet.

Eine weitere Methode zur Entlastung sind die sogenannten IGates. Das I steht dabei für Internet und Gate ist das englische Wort für Tor. An diesen IGates werden also die empfangenen Daten ins Internet geleitet und sind dort über Seiten wie >aprs.fi< abrufbar. Manche IGates sind auch in der Lage Informationen aus dem Internet in das Funknetz einzuspeisen. Eine Anwendung wären hier die im APRS-Netz verschickbaren Textnachrichten. Sendet man eine solche Nachricht und sie landet im Internet, so kann manch ein IGate diese Nachricht per Funk an den Empfänger weiterleiten, sobald es dessen Paket empfängt und daher weiß, dass er in der Nähe ist.

Wer kein IGate in der Nähe hat, kann seine Pakete auch direkt ins Internet einspeisen, dazu ist eine Registrierung mit Rufzeichen notwending. Man erhält daraufhin einen APRSIS-Passcode, eine Zahl, die euch eindeutig identifiziert. Es gibt eine Menge Seiten im Internet von denen man sich aus seinem Rufzeichen, diesen Code generieren lassen kann.

Die Regel, wann denn nun ein Paket gesendet wird, kann eine einfache Zeitvorgabe sein (z.B. alle 5min) oder eine Distanzvorgabe (z.B. alle 5km). Es gibt aber auch ein wesentlich elaborierteres System, das sogenannte Smartbeaconing. Hierbei werkelt ein kleiner Algorithmus im Hintergrund. Eine untere Grenzgeschwindigkeit (low speed) definiert die Geschwindigkeit, unter der die Station als stillstehend angenommen wird. Ist man schneller als der low speed, so wird mit der slow rate (langsame Rate) festgelegt, alle wieviel Minuten ein Paket zu senden ist. Ab einer zweiten Grenzgeschwindigkeit, dem fast speed, wird mit einer zweiten Rate (fast rate) ausgesendet. Die Geschwindigkeiten und Senderaten, sollte man je nachdem wie schnell, wo und womit man sich bewegt anpassen. Für eine Autobahnfahrt mit dem PKW nehme ich zum Beispiel häufig:

  • slow speed 5km/h
  • high speed 70km/h
  • slow rate 5min
  • fast rate 2min

Doch damit ist es noch nicht genug. Smartbeaconing hat auch noch Parameter für Richtungsänderungen. Biegt man also ab, fährt von der Autobahn herunter oder dergleichen, wird ein Paket abgesendet und die entsprechende Information verbreitet. So stellt man sicher, dass ein eventueller Verfolger der eigenen Reise, nicht glaubt, man sei z.B. an einer Ausfahrt vorbei gefahren. Eine Bitte an dieser Stelle: wählt eure Zeit zwischen den Paketen lieber großzügig, um das Netz nicht zu verstopfen. Wer 5h eine Autobahn entlang fährt, muss das nicht alle 30s kundtun 😉

Durch die Anbindung and das Internet APRS-IS, stehen im APRS-Netz noch viele weitere Funktionen zur Verfügung. Man kann Emails verschicken und sogar empfangen, direkte und allgemeine Nachrichten versenden uvm. Im Laufe der Zeit werden wir euch auf unserem Blog noch viel mehr Funktionen und Möglichkeiten zeigen.

Soviel zu APRS generell. Doch die von euch, für die das alles neu war, fragen sich jetzt hoffentlich: Wie mach ich da mit? Ihr braucht auf jeden Fall einen FM-Sender/-Empfänger der auf 144,800MHz arbeiten kann. APRS läuft über AFSK in der Modulationsart FM, also bieten sich die meißten VHF- oder VHF+UHF-(Hand)Funkgeräte an. Wie im Artikel zu den DigiModes erklärt braucht ihr ein Interface zu einem “Computer” im weiteren Sinne. An dieser Stelle kommt ein Computer ins Spiel, den viele von uns jeden Tag bei sich haben: Das Smartphone oder das Tablet. Für beides gibt es für die Betriebssyteme Android und iOS Apps, die meißt sowohl die Interaktion mit dem APRSIS Netzwerk im Internet, als auch das Kodieren- bzw. Dekodieren von AFSK-APRS-Paketen über Mikrofon und Lautsprecher des Smartphones/Tablets beherrschen.

Wie man eine Kabelverbindung zwischen einem Funkgerät und einem Smartphone/Tablet/Computer herstellt ist auch im DigiModes Artikel beschrieben. Es gibt eine Menge tolle kommerzielle Lösungen, die häufig sogar für APRS konzipiert sind. Es gibt Kabelgebundene Lösungen wie das >WolphiLink<, aber auch Bluetooth basierte Lösungen wie den TNC2 von mobilinkd.
Egal wie ihr welches Funkgerät mit eurem (mobilen) Endgerät verbindet, ihr braucht immernoch die richtige Software. Ein paar Programme mit denen ich Erfahrungen habe, findet ihr in meinem Artikel zu >”Software für APRS”<.

Übrigens: Es gibt auch APRS auf Kurzwelle, von Seglern z.B. die auf großer Fahrt sind und ähnliches. Dort trifft man häufig auf “Robust Packet” mit geringeren Übertragungsraten etc.

Wie immer gilt: Wer Fragen oder Kommentare hat, der kann gerne in >Kontakt< mit uns treten, oder seinen Senf gleich unter dem Beitrag dazugeben. 🙂

2 comments for “APRS – Automatic Packet Reporting System

  1. KB1UYR
    30. August 2016 at 16:18

    Nur als Ergänzung, Jedes D-Star Gerät in meinem Besitz unterstützt DPRS, Die digitalen Baken werden an APRS.fi weitergeleitet. Das funktioniert einwandfrei und zuverlässig über fast alle D-Star Relais.

    • DJ6KR
      31. August 2016 at 11:20

      Hallo KB1UYR,

      danke für deine Ergänzung. Mit D-Star habe ich mich leider (auch mangels eines Repeaters und oder Gegenstationen) bisher nicht auseinander gesetzt. Vllt kommt das, wenn der DV4mobile bezahlbar wird…(woran ich leider zweifle…)
      Sowohl in DMR als auch in C4FM gibt es möglichkeiten die eigene Position zu übertragen und bei DMR (Brandmeister) gehen diese Infos auch an APRS.fi. Die C4FM Geräten haben nativ APRS an Bord.

      Ich bevorzuge den klassischen APRS Weg über HF auf 144,800MHz, nicht zu letzt, weil der mit jedem FM Gerät und einem Smartphone machbar ist.

      Beste Grüße,

      Konrad
      DJ6KR

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