Ramki UI protokołu AX.25

APRS jest swoistym rodzajem amatorskiego packet radio funkcjonującym, podobnie jak tradycyjne packet radio, w oparciu o protokół AX.25. Jednak APRS wykorzystuje z tego protokołu wyłącznie ramki UI (Unnumbered Information). Oznacza to, że APRS pracuje w trybie bez połączenia. Ramki UI protokołu AX.25 transmitowane są bez oczekiwania na potwierdzenie, w związku z tym ich odbiór przez pozostałe stacje nie jest gwarantowany. Dane emitowane w APRS, jak beacony pozycji, dane telemetryczne, pogodowe, biuletyny, czy inne, są skierowane do wielu stacji. Dane charakterystyczne dla APRS znajdują się w polu informacji protokołu AX.25. Na początku pola informacji znajduje się identyfikator danych APRS określający sposób ich interpretacji.

Transmisja w APRS posługuje się ramkami UI protokołu AX.25, zawierającymi dziewięć pól danych:

AX.25 - Format ramek UI
	Flaga	Adres przeznaczenia	Adres źródła	Adres digi	Pole kontrolne (UI)	Identyfikacja protokołu	Pole informacji	FCS	Flaga
		Adresat	Nadawca	Ścieżka
Liczba bajtów	1	7	7	0-56	1	1	1-256	2	n

Flaga – pole flagi na każdym końcu ramki jest sekwencją bajta 0x7e oddzielającą każdą ramkę.
Adres przeznaczenia (Adresat) – to pole może zawierać ogólny adres (np. APRS) oraz dodatkowe dane.
Adres źródła (Nadawca) – pole to zawiera znak wywoławczy oraz SSID stacji emitującej.
Adresy digipeaterów (Ścieżka) – może zawierać od zera do ośmiu znaków digi.
Pole kontrolne – ustawione jako 0x03 (ramki UI).
Identyfikacja protokołu – ustawione jako 0xf0 (bez 3 warstwy protokołu)
Pole informacji – pole to zawiera zasadnicze dane APRS. Pierwszy znak w tym polu jest identyfikatorem typu danych APRS, czyli określa sposób interpretacji następujących po nim danych.
FCS (Frame Check Sequence) – jest sekwencją dla sprawdzenia integralności otrzymywanej ramki.

Na terminalu naszej stacji zobaczymy ramki w postaci nieco odmiennej, jak np.:

SR3DPN>APN383,WIDE2-2:!5225.85NS01654.50E#PHG4480 SPn,W5 Poznan Digi

Możemy jednak odczytać następujące elementy:

SR3DPN - adres źródła (nadawca)
APN383 - adres przeznaczenia (adresat)
WIDE2-2 - adres digi (ścieżka)
!5225.85NS01654.50E#PHG4480 SPn,W5 Poznan Digi - pole informacji

Pole informacji

Pole informacji w ramkach APRS zawiera w sobie takie informacje, jak (wszystkie lub niektóre):

Identyfikator rodzaju danych APRS
Dane APRS
Rozszerzenie danych APRS
Komentarz

Pole informacji ramek wysyłanych w APRS
	Identyfikator danych	Dane	Rozszerzenie danych	Komentarz
Liczba bajtów	1	n	7	n

We wcześniej użytym przykładzie, pole informacji:

!5225.85NS01654.50E#PHG4480 SPn,W5 Poznan Digi

zawiera następujące elementy:

! - identyfikator
5225.85NS01654.50E# - dane APRS
PHG4480 - rozszerzenie danych
SPn,W5 Poznan Digi - komentarz

Identyfikator rodzaju danych APRS

Każda ramka wysyłana w APRS zawiera na początku pola informacji identyfikator, który określa, jakiego typu dane w nim się znajdują:

Identyfikator	Rodzaj danych	Data type
0x1c	Obecnie używane dane Mic-E	Current Mic-E Data (Rev 0 beta)
0x1d	Dawniej używane dane Mic-E	Old Mic-E Data (Rev 0 beta)
!	Pozycja bez czasu (bez możliwości obsługi wiadomości) lub stacja pogodowa Ultimeter 2000	Position without timestamp (no APRS messaging), or Ultimeter 2000 WX Station
"	Nie używane	[Unused]
#	Stacja pogodowa Peet Bros U-II	Peet Bros U-II Weather Station
$	Szereg danych GPS lub Ultimeter 2000	Raw GPS data or Ultimeter 2000
%	Namierzanie kierunkowe	Agrelo DF Jr / MicroFinder
&	Zarezerwowane	[Reserved - Map Feature]
'	Dawniej używane dane Mic-E, obecnie dane TM-D700	Old Mic-E Data (but Current data for TM-D700)
(	Nie używane	[Unused]
)	Przedmiot	Item
*	Stacja pogodowa Peet Bros U-II	Peet Bros U-II Weather Station
+	Zarezerwowane	[Reserved - Shelter data with time]
,	Dane niedostępne lub dane testowe	Invalid data or test data
-	Nie używane	[Unused]
.	Zarezerwowane	[Reserved - Space weather]
/	Pozycja z czasem, stacja nie obsługuje wiadomości	Position with timestamp (no APRS messaging)
0-9	Nie używane	[Unused]
:	Wiadomość	Message
;	Obiekt	Object
<	Zdolność stacji	Station capabilities
=	Pozycja bez czasu, stacja obsługuje wiadomości	Position without timestamp (with APRS messaging)
>	Status	Status
?	Zapytanie	Query
@	Pozycja z czasem, stacja obsługuje wiadomości	Position with timestamp (with APRS messaging)
A-S	Nie używać	[Do not use]
T	Dane telemetryczne	Telemetry data
U-Z	Nie używać	[Do not use]
[	Beacon lokatora (przestarzałe)	Maidenhead grid locator beacon (obsolete)
\	Nie używane	[Unused]
]	Nie używane	[Unused]
^	Nie używane	[Unused]
_	Dane pogodowe bez pozycji	Weather Report (without position)
`	Obecnie używane dane Mic-E, z wyjątkiem TM-D700	Current Mic-E Data (not used in TM-D700)
a-z	Nie używać	[Do not use]
{	Format danych zdefiniowanych przez użytkownika APRS	User-Defined APRS packet format
\|	Nie używać	[Do not use]
}	Dane od stacji trzeciej (np. dane od innej stacji emitowane przez bramkę internetową na RF)	Third-party traffic
~	Nie używać	[Do not use]

Dane APRS

Pozycja

Pozycja w standardowym formacie

Standardowe dane pozycji rozpoczynają się następującymi identyfikatorami:

! = / @

Szerokość i długość geograficzna zostają wyrażone poprzez stopnie, minuty i setne części minuty. Cyfry mogą być zastąpione odstępem, aby dokonać zaokrąglenia. Wraz z pozycją wpisany jest kod symbolu.
Dane pozycji umieszczone są w następującym porządku:

identyfikator
szerokość geograficzna: dwie cyfry wyrażające stopnie, dwie cyfry wyrażające minuty, kropka, dwie cyfry wyrażające setne części minuty, litera N lub S określająca szerokość północną lub południową.
pierwszy składnik symbolu stacji; tzn. / dla symboli z tabeli podstawowej, \ dla symboli z tabeli alternatywnej; niektóre symbole z tabeli alternatywnej mogą zawierać wykładnik, wówczas w miejsce \ pojawia się wykładnik.
długość geograficzna: trzy cyfry wyrażające stopnie, dwie cyfry wyrażające minuty, kropka, dwie cyfry wyrażające setne części minuty, litera W lub E określająca długość zachodnią lub wschodnią.
drugi składnik symbolu stacji

Przykładowe dane pozycji:

!5225.85NS01654.50E#

Oddzielając poszczególne elementy:

! - identyfikator
5225.85N - szerokość geograficzna
01654.50E - długość geograficzna
S# - kod symbolu

Identyfikatory pozycji bez podanego czasu:

! stacja bez obsługi wiadomości

= stacja z obsługą wiadomości

Identyfikatory pozycji z podanym czasem:

/ stacja bez obsługi wiadomości

@ stacja z obsługą wiadomości

Jeśli do pozycji dołączony jest czas, to zostaje on wstawiony po identyfikatorze, a przed pozycją i symbolem. Czas może być określony jako DHM (dzień, godzina, minuta) lub jako HMS (godzina, minuta, sekunda). Po dwie cyfry dla każdej wartości, czyli DDHHMM, lub HHMMSS. W przypadku DDHHMM może to być czas uniwersalny lub lokalny. Dla czasu uniwersalnego dodawana jest litera z (zulu), natomiast dla czasu lokalnego znak łamania /. Natomiast HHMMSS może być wyłącznie czasem uniwersalnym i dodawana jest litera h.

Przykładowe dane:

@072118/5225.85N/01654.50E>

Mamy w nich następujące elementy:

@ - identyfikator
072118/ - czas
5225.85N - szerokość geograficzna
01654.50E - długość geograficzna
/> - kod symbolu

Rozszerzenia danych pozycji

Dane pozycji mogą być rozszerzone o 7 bajtów wyrażających:

CSE/SPD - kurs i prędkość (kurs 0-359 stopni; prędkość w węzłach, czyli milach morskich/godz.)
DIR/SPD - kierunek wiatru i jego prędkość (kierunek 0-359 stopni; prędkość w milach/godz.; dla rozszerzenia musi być użyty symbol /_ \_ /W lub \W)
PHGphgd - moc stacji, efektywna wysokość, zysk i kierunkowość anteny (zobacz PHG)
RNGrrrr - szacunkowy zasięg radiowy
DFSshgd - siła sygnału, efektywna wysokość i zysk anteny dla namierzania kierunkowego
Tyy/Cxx - opis obiektu jako obszaru (rozszerzenie dotyczy tylko obiektów - identyfikator ; oraz musi zawierać symbol obszaru \l - tabela alternatywa, małe lambda)

Przykładowe pozycje z rozszerzeniami:

=5225.85N/01654.50E>165/027
!5225.85N/01654.50E_296/005
!5225.85NS01654.50E#PHG4480
@072118z5225.85N/01654.50E-RNG0015
/072118/5225.85N/01654.50E\DFS2345
;ObszarREZ*5225.85N\01654.50El333/555

Base-91 - format skompresowany

Pozycja w standardowym formacie, rozpoczynająca się identyfikatorem: ! = / lub @, może zostać poddana kompresji typu Base-91. Kompresja obejmuje pozycję i jej rozszerzenie znajdujące się w polu informacji AX.25
Kompresja Base-91 zawiera 13 znaków:

/YYYYXXXX$csT

/ - pierwszy składnik symbolu
YYYY - skompresowana szerokość geograficzna wg ASCII
XXXX - skompresowana długość geograficzna wg ASCII
$ - drugi składnik symbolu
cs - skompresowane kierunek/prędkość
	albo skompresowany zasięg radiowy
	albo skompresowana wysokość
T - informacja o rodzaju kompresji

Mic-E - format skompresowany

Kompresja Mic-E obejmuje nie tylko dane w polu informacji, ale także adres przeznaczenia. Taki format zawiera jeden z następujących identyfikatorów na początku pola informacji:

0x1c 0x1d ' `

Mic-E zawiera pozycję bez czasu, rozszerzenie CSE/SPD (kurs/prędkość), parametr A (wysokość npm) oraz jeden z 15-tu statusów lub w jego miejsce dane telemetryczne.

Ramka w standardowym formacie:

SP3LYR>APRS,WIDE2-2:!5224.78N/01653.52E>125/015

Ramka po przekształceniu na Mic-E (zawiera identyczne informacje, jak ramka powyżej oraz status 'Enroute'):

SP3LYR>UR2T78,WIDE2-2:`,QPm?5=/

Pozycja w formatach NMEA

$GPRMC $GPGGA $GPGLL

W przypadku szeregów NMEA 0183, wysyłanych przez trackery bez ich przetworzenia na format APRS, dane pozycji będą zaczynać się jako: $GPRMC, $GPGGA lub $GPGLL. Format jest w surowej postaci, jaka podawana jest przez odbiornik GPS. Nie ma tam danych o symbolu, kodowanie symbolu musi zawierać się w adresie przeznaczenia. Nie ma również możliwości wstawienia komentarza do pola informacji. Zaletą takiego formatu danych jest precyzja współrzędnych z dokładnością do tysięcznych części minuty.

Pozycja według QRA Lokatora

[XXnnyy] [XXnn]

Jeśli nie znamy współrzędnych naszego położenia, możemy podać naszą pozycję za pomocą QRA Lokatora. Umiejscowienie na mapie w oparciu o taki raport będzie następowało w środku kwadratu. Dane mogą zawierać sześć znaków lokatora, albo tylko cztery. Taki format dla beaconów pozycji, jest przestarzały.
Natomiast ciągle aktualnym sposobem wyrażenia pozycji za pomocą QRA Lokatora jest wstawienie go do ramki ze statusem stacji:

>XXnnyy$/ >XXnn$/

Identyfikatorem statusu jest >. Lokator zostaje wpisany jako sześcioznakowy lub czteroznakowy, a następnie kod symbolu. Dalej może być umieszczony komentarz.
Pole informacji dla ramki statusu z QRA Lokatorem, będzie wyglądało następująco:

>JO82kj/-
lub
>JO82/G

Wiadomości

Wiadomości są jedynym rodzajem informacji APRS, gdzie następuje potwierdzenie, a w razie potrzeby ponowienie. Wiadomości dopuszczają konkretnego adresata. Pomimo to, są ramkami UI i w sensie protokołu AX.25 są zaadresowane na jeden z ogólnych adresów przeznaczenia. Stacja, do której skierowana jest wiadomość określona jest w polu informacji ramki UI protokołu AX.25.
Identyfikator wiadomości:

Po identyfikatorze następuje adresat wiadomości - 9 znaków (w razie potrzeby spacje), dziesiątym znakiem jest dwukropek, po nim tekst wiadomości - maksymalnie 67 znaków.
Przykładowa ramka z wiadomością:

SP3LYR>APRS,WIDE2-2::AB9FX    :test{1

Stacja SP3LYR wysyła do stacji AB9FX wiadomość o treści test.

Wiadomości mogą mieć swój kolejny numer poprzedzony { znajdujący się za tekstem. Na wiadomość z numerem 1 zostanie wysłane potwierdzenie ack1 (acknowledgement):

AB9FX>APRS,WIDE2-2::SP3LYR   :ack1

W przypadku odrzucenia wiadomości przez adresata, zostanie wysłane rej1 (rejection):

AB9FX>APRS,WIDE2-2::SP3LYR   :rej1

Numer wiadomości może zawierać do pięciu znaków alfanumerycznych bez spacji.
Biuletyny, komunikaty, wiadomości z konfiguracją parametrów telemetrycznych, wiadomości z automatyczną odpowiedzią, czy inne wiadomości, które nie zawierają na końcu numeru, nie są potwierdzane przez ack, czy rej.