AUSWERTUNG
VON APRS-DATEN MITHILFE
VON GPS-HANDGERÄTEN
Stand: 18. April 2010
Abb. 1a-d ( Screenprints GARMIN
OREGON )
So ganz neu ist es
nicht, daß manche GPS-Handgeräte zusätzlich zu ihrem
NMEA-Datenausgang auch noch mit einem NMEA-Eingang
ausgestattet sind.
Werden über ihn Daten in einem der unterstützten Formate
zugeführt, so lassen sich auf diese
Weise neue Wegpunkte
im geräteinternen Speicher ablegen und falls eine
Kartendarstellung möglich ist, so können sie darauf auch
angezeigt werden ( Abb.1a ). Obwohl diese Möglichkeit in der
Praxis bisher nur wenig benutzt wurde, erlaubt sie z.B. eine
komfortable Live-Positionsverfolgung empfangener APRS-Stationsdaten.
Möglich ist dabei allerdings nicht nur die laufende
Standortverfolgung auf Karten, sondern auch noch eine Anzeige von
Gegenstationen stammender Zusatzinformationen, wie z.B.
Höhenwerten, Bewegungsgeschwindigkeiten
und Bewegungsrichtungen ( Abb.1d ). Durch
Einbeziehung der vom GPS-Empfänger selbst gelieferten
Navigationsdaten
sind dabei zusätzlich auch noch laufende Informationen über
den räumlichen Bezug zwischen dem eigenen und den Standorten
der Gegenstationen verfügbar ( Abb.1a, c-d ).
Um APRS-Daten mit einem GPS-Handgerät
verarbeiten zu können, ist es nicht nur
erforderlich, daß ein Gerätetyp gewählt wird, der eine
NMEA-IN-Funktion
besitzt, sondern es muss darüber hinaus auch noch die
Möglichkeit bestehen,
über serielle Datenanschlüsse hierauf zugreifen zu
können. Geräte, die einen solchen Zugriff NUR über
USB
erlauben fungieren dabei als sog. USB-SLAVE und sind dadurch an dieser
Stelle nicht einsetzbar. Während klassische serielle
Datenanschlüsse häufig auch schon bei älteren
GPS-Geräten zu
finden waren, wurde später oft zugunsten von
Nur-USB-Anschlüssen auf sie verzichtet. Vermutlich nach
Kundendruck hat
man
sich ihrer aber in letzter Zeit wieder besonnen, so dass einige neuere
Gerätetypen, wie z.B. die Modelle OREGON ( ab Typ 300 ) und
COLORADO wieder Schnittstellen besitzen, die eine Umschaltung zwischen
USB und
SERIELL erlauben. Damit wird es
möglich, daß neben den manuell eingebbaren, auch von
außen zuführbare Wegpunkdaten im geräteinternen
Speicher des
GPS-Gerätes abgelegbar und auf Karten darstellbar werden ( Abb. 1a
).
Ich
habe mich für die Verwendung des GARMIN-Modells OREGON400t
entschieden, weil dieser Typ von Haus schon eine
europaweite topographische Karte im Maßstab 1:100000 mitbringt
und damit eine für den Normalfall bereits ausreichende
Kartenauflösung
ermöglicht.
Wem das nicht genügt, für den gibt es bei Fa. GARMIN auch
noch ( für viel Geld ) topographische
Karten im Maßstab
1:25000. Kosten
kann man auch sparen, in dem man den ohne Detailkarten
gelieferten Gerätetyp OREGON300
einsetzt und dann z.B. die kostenlos erhältlichen Karten aus dem
OpenMaps-Projekt verwendet.
Mit geeigneter Software ist darüber
hinaus sogar auch eine Einbindung selbst
erstellter Karten möglich.
Mitübertragene Zusatzdaten können durch
Antippen des jeweiligen Wegpunkt-Icons aufgerufen werden. Daraufhin
öffnet sich ein sie anzeigender Bildschirm ( Abb. 1d ). Ein
weitere Möglichkeit des Aufrufs von Zusatzinformationen
besteht über den via Hauptmenü erreichbaren WAYPOINT MANAGER
( Abb. 1b ). Die nach seiner Anwahl erscheinende Liste ( Abb.
1c ) enthält alle
dem System bekannten Wegpunktnamen, wobei sich die gewünschten
Informationen durch Antippen
des zugehörigen WP-Fensters, anschliessender Anwahl der Funktion:
"VIEWMAP" und
wiederum des WP-Namensfensters erreichen lassen.
Wegpunkdaten
werden durch Zuführung von NMEA-Protokollen des Typs: "GPWPL"
übermittelt. Sie beinhalten Längen-
und
Breitengraddaten, sowie die später auch neben den Positionsmarken
auf der Karte erscheinenden Wegpunktnamen. Zusätzlich ist auch
eine Auswertung von PGRMW-Protokollen
möglich. Dabei handelt es
sich um ein
GARMIN-proprietäres ( = firmenspezifisches ) NMEA-Format, mit
dessen
Hilfe
sich ergänzend noch Höhendaten, Wegpunktsymbole (
ICONS ) und
bei Bedarf auch noch beliebige andere Daten, wie z.B. von Gegenstation
ggf. gelieferte Bewegungsinformationen übermitteln lassen.
Abb.2
Der einfachste Zugriff auf die seriellen
Daten erfolgt durch Nutzung
des GARMIN-Anschlusskabels
mit der
Bezeichnung: "010-11131-00". Es ermöglicht die Fernspeisung
des
GPS-Gerätes ( Spannungsbereich: 8 bis 36V ). Weiterhin bewirkt es
eine Freigabe der seriellen Datenenein- und
Ausgänge
und eine Anpassung der auf der Geräteseite benutzen TTL-Pegelwerte
auf RS232-Niveau. Nachdem die kabelinternen Funktionen generell bekannt
sind, könnte eine Geräteadaption grundsätzlich
auch ohne dieses
( relativ teure ) Kabel im Selbstbau realisiert werden. Nachteilig ist
jedoch, dass hierbei begangene Fehler
leicht zu einer Beschädigung des
angeschlossenen GPS-Gerätes führen könnten, womit nur
sehr erfahreren Elektronikern zu einer solchen Lösung geraten
werden kann. Weitere Angaben zur Geräteschnittstelle und zum
Kabel-Selbstbau findet man hier.
Die zur Auswertung benötigten GPWPL-Protokolle
werden von allen APRS-tauglichen
KENWOOD-Funkgeräten, sowie
von APRS-Trackern wie "TINYTRAK4",
OPENTRACKER1+ und 2
bereitstellt. In der Regel werden dazu auf
der Frequenz 144.8 MHz empfangene und in den APRS-Sendungen
enthaltenen Navigationsdaten benutzt. Am Ausgang der
jeweiligen Decoder stehen sie üblicherweise
mit RS232-Pegel und einer Datenrate von 4800bps zur Verfügung und
können von hieraus an den NMEA-IN-Port der GPS-Empfänger (
Punkt
"B" in Abb.2 ) geleitet werden. Bereitgestellte
GPWPL- und PGRMW-Daten können auf diese Weise direkt verarbeitet
werden. Der
im
Schaltbild eingezeichnete Elekronikteil mit den Bausteinen IC1 und IC2
und auch der Anordnung zur 5V-Spannungserzeugung entfallen hierbei.
Wenn gewünscht,
können zusätzlich auch die vom GPS-Empfänger stammenden
und gemäß Schaltbild Abb.2
Punkt "A" verfügbaren aktuellen NMEA-Ausgangsdaten mit dem
Dateneingang eines APRS-Trackers bzw. Funkgerätes verbunden und
von dort aus zur Bakenaussendung von Positionsdaten benutzt werden.
Wird eine Decodereinheit eingesetzt, die anstelle der PGRMW- nur
APRS-Rohdaten liefert, so besteht die Möglichkeit
ihrer Konvertierung mithilfe einer im Mikrocontroller IC2 ablegbaren
Firmware. Hierbei kommen an Punkt "D" mit RS232-Pegel und 9600bps
angelieferte Daten zur Verarbeitung. Unterstützt werden dabei das
Standard-APRS- und das MIC-E-Format. Aus den Eingangsdaten generiert
das Programm die uns schon
bekannten GPWPL- und
PGRMW-Datensätze, womit zusätzlich auch ggf. übertragene
Höhenwerte, APRS-Symbole ( teilweise ) und auch Bewegungsdaten zur
Verfügung stehen. Die genannten Daten stehen am
seriellen Ausgang des Controllers zur Verfügung und können
nach Pegelwandlung mithilfe von IC1 dem
GPS-Empfänger
zugeführt
werden, wozu eine Brücke zwischen den Punkten "C" und "B"
herzustellen und der Satellitenempfänger auf eine Datenrate
von 9600bps einzustellen ist.
Während Kenwood-Funkgeräte und OPENTRACKER1+
von den hier interessierenden Protokolltypen NUR diejenigen
des Typs GPWPL bereitstellen, liefern der OPENTRACKER2 und der
TINYTRAK4 auch die PGRMW-Datensätze. Nachdem zumindest Letztere
dabei allerdings nur zur zusätzlichen Übertragung von
Höhendaten verwendet werden, stellt eine Nutzung der
Konvertierungseinheit mit IC2 aber auf jeden Fall die deutlich
komfortablere Lösung dar. Nach Einstellung auf
APRS-Rohdatenausgabe lässt sich dazu auch der TINYTRAK4 verwenden
und auch die APRS-tauglichen Kenwood-Geräte sind in der Lage, die
benötigten
Daten zu liefern. Interessant sind ansonsten auch noch die
Decoderkonzepte von Mike Berg,
N0QBH, unter denen es Versionen gibt, die APRS-Rohdaten liefern,
während andere das GPWPL-Format unterstützen.
http://gpsinformation.info/penrod/oregon/oregon.html
http://garmin.blogs.com/softwareupdates/2009/06/aprs-support-in-colorado-and-oregon.html
https://buy.garmin.com/shop/shop.do?pID=26668
GPS-Kartenmaterial:
http://www.garmin.com/garmin/cms/site/de/karten/topo_karten/deutschland_v2
http://www.amazon.de/Garmin-Freizeitguide-Deutschland-Freizeitkarten-Regionen/
dp/B001FO55MS/ref=sr_1_17?ie=UTF8&s=ce-de&qid=1263830255&sr=1-17
http://www.cachewiki.de/wiki/Eigene_Karten_f%C3%BCr_Garmin_Ger%C3%A4te
http://openmaps.eu/download
http://www.kowoma.de/gps/freieKarten/freieKarten.htm
NMEA-Protokoll- und Schnittstelleninformationen:
http://info.aprs.net/index.php/HandHeldGPS
http://info.aprs.net/index.php/VehicleGPS
http://info.aprs.net/index.php/$PGRMW
http://www.gloposys.de/Global%20Positioning%20System%20CD/anhang-a.htm
APRS-Tracker:
http://www.byonics.com/
http://www.argentdata.com/index.html
http://www.ringolake.com/pic_proj/pic_index.html
KONTAKT:
dj7oo(at)t-online.de
