数据通信应用——自动位置报告系统APRS

2018年8月10日 1 4,579

作为数据通信的重要应用,本文介绍自动位置报告系统APRS(Automatic Position Reporting System)。APRS基于GPS、无线分包通信和因特网技术,有较大的应用前景,如定位服务、气象服务、数据遥测和实时交流等,因而对于业余电台爱好者来说具有较高的研究价值。国内业余电台界对APRS还没有过多涉及,国外则有了比较全面的研究和应用。通过本文的介绍,笔者希望有更多的朋友加入这个方面的实验和建设。

一、简介

APRS是一种分包通信的应用。它使用无线分包通信的无连接方式发送数据,从发送节点广播到多个接收节点。APRS的最基本应用是运动或静止物体的位置报告,因此数据主要是经纬度数据。经纬度数据的来源一般是GPS接收器,对于静止的物体来说,GPS接收器不是必要的配置。对于接收节点来说,可以简单地把收到的原始分包数据显示出来,如果用计算机软件作一些处理,再配合电子地图,就可以进行直观的图形动态显示。

随着IP网络技术的发展,APRS的传输媒介不局限于无线分包通信,还有效利用了现有的因特网进行远距离传输。APRS的应用也不局限于位置报告,还扩展到气象信息以及其它数据的发布。可以说,APRS是一个由业余电台爱好者建立的覆盖全球的位置信息为主的信息发布和查看系统。

二、APRS的组成

APRS的设备大抵分为APRS节点、无线数字中继台、APRS网关、APRS服务器等。APRS节点可以细分成几类。第一是仅作发送的节点比如,一个装在汽车上的不断发送经纬度数据的节点,一个不断发送气象信息的节点等。这种节点的构成包括数据源(GPS接收器、气象传感器等)、数据变换和处理器(即终端节点控制器TNC)和数据发送器(无线电发射机),TNC的作用是将数据源的数据变换成APRS的格式,调制后送给发射机发送。第二种是仅作接收的节点一个连接因特网并运行APRS软件的计算机就是最简单的接收节点,在没有因特网接入的环境下,无线电接收机、TNC和单片机为核心的LCD显示器或者笔记本电脑也可构成接收节点。这种节点的构成包括数据接收器(因特网或无线电接收机)、数据变换和处理器(TNC或者声卡加软件)、数据显示设备(运行软件的计算机或者单片机为核心的LCD显示器)。第三种就是接收和发送节点的合一一个连接GPS接收机、连接因特网并运行APRS软件的计算机,一个终端加TNC加收发信机(即典型的分包通信设备)都可以成为收发合一的APRS节点。

在运行AX.25协议的业余无线分包网络中,远距离的数据传输需要用中继台。分包通信使用的中继台称为无线数字中继台(Digipeater)。无线数字中继台实际上就是一个分包通信节点,只不过它只负责转发AX.25分包数据,不产生或者最终处理数据。图1给出了一个美国火腿WA8INZ自制的便携式无线数字中继台。

数据通信应用——自动位置报告系统APRS

aprs中继台

对于因特网来说,数据传输的接力设备就很多了,包括物理层的中继器、数据链路层的网桥、网络层的路由器等。

业余无线分包网络与因特网的互联由APRS网关(IGATE)完成。它承担无线分包网络的AX.25分组与因特网上的TCP/IP分组的转换与转发。APRS服务器(SERVER)提供APRS的因特网直接接入。所以,如果只是为了了解APRS,无需购买昂贵的TNC和收发信机,也不必拥有电台执照,可以通过因特网接入APRS服务器,就可以向全球APRS宣告你的存在,并查看全球APRS的所有信息。

(文章作者:荣新华)

APRS最后更新:2020年1月15日
匿名

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    • BH8SEL BH8SEL 3

      :wink: 测试~