GPS Nedir ?

Atalarımız zamanında kaybolmamak için çok değişik yöntemler kullanırlardı. İşaret olarak devasal anıtlar gibi yapılar dikerlerdi, müsveddeye çizilmiş haritalar… Ve nihayet geceliğin yıldızları okumayı öğrendiler. Bugün herşey artık çok çok daha kolay. 100 dolar’dan aşağı bir fiyata öyle bir cebe sığabilecek boyutlarda alet alırsınız ki size o an dünyanın neresinde olduğunuzu anında söyler. Yani GPS alıcınız olduğu sürece ve gökyüzü temiz oldugu sürece dünyanın neresinde olursanız olun kaybolmanız mümkün değil Bu yazıda bu el rehberlerinin nasıl çalıştığını ve püf noktalarını inceleyeceğiz. Göreceğimiz gibi Global Positioning System (GPS) büyük, pahalı ve bir sürü teknik beceri isteyen bir teknoloji ancak çalışma düzenindeki temel kavramları gayet basittir.

GPS Nasıl Çalışır?

GPS uyduları dünya üzerindeki yörüngelerinde, dünyayı bir günde iki kez dolaşacak şekilde dönerler. Bu uydular dünyaya sürekli sinyal gönderirler. Bu sinyaller GPS alıcıları tarafından algılanır böylece GPS kullanıısının dünya üzerindeki konumu belirlenir. GPS alıcısı,uydunun yayınladığı sinyalin ne kadar sürede kendisine ulaştığını hesaplayarak aradaki mesafeyi belirler. Sinyalin yayınlanması ve algılanması arasında geçen süre ile GPS kullanıcısının uyduya olan uzaklığı belirlenir.

2 boyutta pozisyonu belirlemek ve izlenen rotayı taki etmek için en az üç uydudan gelen sinyallerin GPS tarafından algılanması gerekir. 3 boyutta konum belirlemek için (enlem, boylam ve yükeklik) GPS alıcının dört veya daha fazla uydunun sinyalini alması gerekir.

Kullanıcının konumunun belirlenmesi dışında GPS alıcı seyahat hızı, alınan yol, hedefe olan uzaklık, gündoğumu ve gün batımı süreleri, tüm tolculuk süresi, hedefe vrmak için kalan zaman gibi bilgileri de verebilir. Bu bilgiler bir LCD ekranı ile kullanıcıya aktarılır.

GPS’in Tarihçesi

GPS ilk olarak 1978 yılında ABD Savunma Bakanlığı’na bağlı olarak yapılan askeri çalışmalar ile ortaya çıktı. İlk ismi ‘NAVSTAR’ olan sistem, ilk uydunun yörüngeye yerleştirilmesinde kullanıldı.

Bugün, dünya etrafında yörüngeye oturmuş 30 adet GPS uydusu, 20.200 kilometre mesafede dönüyor. Bu uydular, GPS’lerden gelen sinyalleri algılayarak GPS’in nerede olduğunu belirlemeye çalışıyor. Günümüzde GPS sistemi herkes tarafından ve hiçbir ücret ödenmen kullanılabiliyor.

GPS sisteminin ilk örnekleri, dünya üzerinde yayılmış radyo istasyonlarının yerlerini belirlemek için kullanılmıştır. İlk önce master olarak isimlendirilen ana radyo istasyonu bir sinyal gönderir. Köle adı verilen ve dünyanon herhangi bir tarafında bulunan ikincil bir radyo istasyonu da bu sinyale cevap gönderir. Köle istasyonlar bu sinyalleri bir gecikme ile yayınlarlar. Alıcı ise bu gecikmeyi hesaplayarak master ve köle istasyonlar arasındaki konumu, bir referans noktasına göre hesaplar. Bu referans noktası köle istasyonun bulunduğu konum olabilir.
GPS Nedir ?
Navstar Navigator

Bu yöntemde sabit bir radyo istasyonunun bulunması zorunluluğu, askeri uygulamalar için bir zorunluluktu. Çünkü askeri uygulamalar, hareketlilik (mobilite) gerektiriyordu. Bu sebeple 1960 yıllarında ilk navigasyon uydusu yapıldı. ‘Transit’ adı verilen bu uydu sistemi ile uydu tarafından yayınlanan sinyalin frekansı üzerindeki doppler etkisi hesaplanıyor ve bu sayede alıcının konumu belirleniyor ve uyduya en yakın olan alıcının konumu, uydunun konumuna göre bulunuyordu.

Modern uydular daha farklı şekilde çalışır. Bir uydu tarafından yayınlanan sinyal, uydunun konum bilgisini ve yayınlanan sinyalin iletim süresi bilgisini de içerir. Bu önemli bilgiler sayesinde yerdeki birimin konumu kesin olarak belirlenebilir. Farklı uydulardan yerdeki birime gelen sinyaller kesişir ve alıcının kesin konumu bu sayede belirlenebilir.

Trilateration Basics (üçyanal temelleri)

İnsanlar konuşurken “GPS” sözcüğünü kullandıklarında aslında genelde “GPS receiver”’ı ima ederler. Global Positioning System (GPS) aslında 27 Dünya-yörüngeli uygu takımından ibarettir. Aslında bu uygu networkünü Amerika ordusu kendisi için askeri gözlem için kurdu ancak şuan bu uydular herkesin kullanıma açık.

GPS Nedir ?
Herbiri 3,000- 4,000 libre(453gr) olan güneş enerjisi ile çalışan uydular 12.000mil hızla dünyanın etrafını dönmektedirler ve günde 2 tam tur atmaktadırlar. Yörüngeleri öyle bir ayarlanmıştır ki herhangi bir zaman diliminde en az 4 tanesi gökyüzünde görünür durumdadır.

gps2 GPS Nasıl Çalışır ?
GPS Uydu Takımı
Bir GPS receiver’ın görevi bu uydulardan en az 4 tanesinin yerini tespit edip her biriyle olan uzaklıklarını hesaplamak ve bu bilgileri kullanarak kendi bulunduğu yeri belirlemektir.Bu olay tamamen basit bir matematiksel ilke olan “trilateration” ilkesine dayanmaktadır. Bu ilkeyi 3 boyutlu uzayda açıklamaya çalışmak biraz kafa karıştırıcı olabilir. O yuzden gelin önce basir bir şekilde 2 boyutlu uzayda anlamaya çalışalım.

2-D Trilateration

Diyelim ki Amerikada bir yerdesiniz ve tamamen kayboldunuz.Herhangi bir sebep yüzünden yönünüzü bulmaya yönelik bir ipucu bile bulamıyorsunuz . Ve bir yerli arkadaşa rastlıyorsunuz ve ona “Nerdeyim ben?” diyorsunuz ? Ve o size diyorki Boise den 625 mil uzaktasın… Çok hoş bir bilgi ama maalesef bu bilgi tek başına pek kullanışlı olmaz. Çünkü Boise den itibaren 625mil yarı çapı içerisinde herhangi bir yerde olabilirsiniz.Yani aşağıdaki şekildeki çemberin herhangi bir noktasında.

gps3 GPS Nasıl Çalışır ?
Başka birine daha soruyorsunuz ve o da size “Minneapolis den 690mil uzakta olduğunuzu söylüyor. Şimdi bir yerlerde olduğunuza dair bilgi edinmeye başlıyorsunuz işte. Eğer bu bilgiyi Boise’ in bilgisi ile birlestirirseniz, bunun şeklini çizdiğinizde kesişen iki tane çember elde etmiş olursunuz.Ve doğal olarak sizin bu iki çemberin kesiştiği noktada bir yerde olmanız gerek. Eğer 625 mil Boise’den ve 690 mil de Minneapolis den uzaktaysanız…

gps4 GPS Nasıl Çalışır ?
Eğer üçüncü bir şahıs da size Tuscon dan 615 mil uzakta olduğunuzu söylerse artık olasılıklardan birini eleyebilirsiniz çünkü üçüncü çember bu noktalardan sadece bir tanesini kesecek.Yani artık tam olarak nerde olduğunuzu biliyorsunuz. Denver,Colorado.

gps5 GPS Nasıl Çalışır ?
Bu kavram üç boyutlu uzayda da aynen geçerlidir. Ancak olay üç boyuta girinci bu sefer çember yerine “küre” lerle çalışmak durumunda kalacaksınız. Bir de üç boyutlu sisteme bi’ göz atalım.

3-D Trilateration

Temel olarak, üç boyutlu trilateration iki boyutlusundan pek bir farklı değildir, fakat görselleştirmek biraz daha kafa karıştırıcı olabiliyor. Bir önceki çizimleri düşünün ve bunların birer küre olduğunu hayal edin. Eğer A uydusundan 10mil ötede olduğunuzu biliyorsanız bu demektir ki yarıçapı 10mil olan bir kürenin kapladıgı bölgenin herhangi bir yerinde olabilirsiniz. Ancak aynı zamanda B uydusundan da 15 mil öte de olduğunuzu bilirseniz. Yeni elde edeceğiniz kürenin kaplayacağı bölge , A uydusunun kapladığı bölgeyi tamamen örtecektir.Bu iki kürenin kesişimi size mükemmel bir daire oluşturacak.Eğir küre oluşturacaksınız ve bu küre az önce oluşan daireyi 2 noktada kesecek. Aşağıdaki animasyonda “ileri”(play) tuşu ile anlatılmak istenilenleri animasyonlu bir şekilde görebilirsiniz.

Dünyanın kendisi ise dördüncü bir küre gibi davranacak. Ve sadece bu 2 kesişim noktasından sadece bir tanesi dünya yüzeyine denk gelecek. Ve GPS alıcıları genellikle dört ya da daha fazla uydudan bilgi alırlar. Ne kadar çok uydudan bilgi alırlarsa size sunacağı bilginin doğrulugu ve kesinliği o kadar artar. Ancak alıcının bu basit hesaplamaları yapmaya başlayabilmesi için önce 2 şeyi bilmesi gerekiyor.

Bunlar :

• En az 3 uydunun gökyüzündeki o an ki konumları

• Kendisi ile uydular arasındaki mesafeyi GPS alıcısı bu bilgileri yüksek frekanslı düşük güçlü radyo dalgaları ile GPS uydusundan alır.

En iyi GPS alıcılar içinde çoklu alıcı barındıranlardır. Çünkü bu tip alıcılar aynı anda birkaç uyduya birden bağlanıp sinyal alabilirler. Radyo dalgaları elektromanyetik ,ışık hızında seyir eden enerji türüdür.Dolayısı ile alıcı mesafeyi hesaplarken dalgaların hızını da hesaba katarak , kendisinin gönderdiği sinyalin ne kadar sürede kendisine tekrar geri geldiğini hesaplayarak burdan uzaklığı basit bir şekilde algılayabilmektedir.

GPS Nedir ?

Data’yı Kullanmak Yukarıda da bahsettiğimiz gibi alıcının en temel görevi en az 4 uydudan topladığı bilgileri birbirleri ile ilişkilendirip içindeki elektronik bir “harita” gibi tanımlayabileceğimiz donanım sayesinde kendisinin dünya üzerindeki yerini tespit etmek. Alıcı hesaplamaları yaptıktan sonra artık size kendi bulunduğu noktanın enlem ve boylamlarını verebilir. Ancak bu ham bilgiler her bireye birşeyler ifade etmeyebilir. Ya enlem boylam nedir bilmiyorsak ? Burda devreye alıcının kalitesi giriyor. İyi model alıcıların bellek modüllerinde haritalar yüklüdür. Ve alıcı bu ham bilgiyi harita üzerinde yorumlayıp size harita üzerinde tam olarak nerde olduğunuzu söyleyebilir hatta gösterebilir dersek daha doğru olur.

gps6 GPS Nasıl Çalışır ?
Alıcının içinde yüklü olan haritaları kullanabilir ya da onu daha detaylı haritalar barındıran bir bilgisayara bağlayabilir ya da daha sade olmak isterseniz bulunduğunuz bölgenin detaylı bir haritasi üzerinde alıcının size vermiş oldugu enlem boylamlarla yerinizi tespit edebilirsiniz. Bazı alıcılar detaylı haritaları download edebilme özelliğine sahipler bu özelliğe sahip olmayanların ise eksta satılan detaylı harita eklentileri var bunu takıp alıcınızı detaylı hale getirebilirsiniz. Standart bir alıcı sizin sadece dünyada bulunduğunuz noktayı hesaplayıp onu harita üzerinde göstermekle kalmaz ve siz hareket ettikçe sizin hareketinizi harita üzerinde canlı olarak gösterir. Haritadan kendinizi izleyerek yol takip edebilirsiniz. Alıcınızı açık bıraktığınız sürece uydu ile sabit bağlantıda kalacaktır.

Bu özellikten yararlanarak alıcınız size şu bilgileri de sağlayabiliyor :

• Ne kadar uzağa yolculuk ettiniz (odometer)How far you’ve traveled (odometer) • Ne zamandir yolculuk yapıyorsunuz • Anlık hızınız (speedometer) • Ortalama hızınız • “bread crumb” özelliği ile harita üzerinde tam olarak nerelerden geçtinizi gösterebilir • Hedefinize ne kadar zaman sonra ulaşacağınızı hesaplayip size söyleyebilir tabii sabit hızla giderseniz daha doğru sonuç alacaksınızdır.

GPS Uygulamaları

GPS tekniği, askeri çalışmalar amacı ile başlatılmıştır. 1980’de ABD hükümeti, bu sistemin siviller için de kullanılması kararı aldı. Bu sayede GPS sistemi bilimsel ve teknik çalışmalarda, ticari uygulamalarda ve izleme sistemlerinde çok kullanılan bir yöntem haline geldi. GPS sistemi, sinyal akışının zor ya da imkansız olduğu su altı, mağara içi, yer altı gibi yerlerin haricinde, dünyanın her tarafında kullanılabilir.

-Sivil Uygulamalar;
– Navigasyon; Hız ölçümlerini kesin olarak belirlemek için kullanılır.
– Geo işaretleme; Harita üzerinde koordinatları işaretleme ve fotoğraf gibi görseller eklenebilir.
– Yüzey Ölçümü; Haritacılar, yüzeylerin ölçümünü yapabilir ve mülklerin sınırlarını belirleyebilir.
– Harita yapımı; Sivil veya askeri ihtiyaçlar için harita yapılmasına olanak sağlar.
– Jeoloji; Dünyanın yer hareketleri incelenebilir ve depremler analiz edilebilir.
– İzleme; Araçlar, insanlar veya evcil hayvanlar GPS sistemi ile izlenebilir ve takip edilebilir.

Askeri Uygulamalar;

Navigasyon; Askerler karanlık ve bilinmeyen yerlerdeki nesneleri GPS yardımı ile bulabilirler.
Arama ve kurtarma; Açık ve geniş arazilerde arama çalışmaları daha kolay yapılır. Örneğin düşen bir pilotun yeri kesin olarak belirlenebilir.
Keşif: Devriye ve keşif görevleri rahatlıkla yapılabilir.
Hedef İzleme: GPS sistemi le çalışan hedef takip sistemi ile havadaki ve yerdeki potansiyel tehditler izlenebilir.
Atış ve güdüm sistemleri; Silah sistemlerinin tam olarak güdümlenmesi ve hedeflerin tam sabetle vurulması için GPS kullanılır.

GPS Alıcıların Çeşitleri

Farklı doğruluk ve hassasiyet seviyelerine sahip olmak üzere, üç farklı GPS alıcı istemi vardır.

– Adi Edinimli Kod Alıcısı: (Coarse Acquisition (C/A) code receivers) Bu tür alıcılar 1 saniyelik işlem süresi içinde 1-5 metre arasında konum doğruluğu sağlar. Eğer işlem süresi uzarsa konum doğruluğu 1-3 metre arasına düşebilir.

– Taşıyıcı Faz Alcıları (Carrier Phase receivers): Bu alıcılar 10-30 metre arasında konum doğruluğu sağlar. Uydu ile alıcı arasındaki mesafe, bu ikisi arasındaki sinyal ölçülerek hesaplanır. İşlem süresi yükselirse, alıcının tam konumu daha büyük doğrulukla belirlenebilir.

– Çift Frekans Alıcıları (Dual Frequency receivers): Bu alıcılar, santimetreden daha hassas konum doğruluğu sağlayabilir. Bu alıcılar, uydudan gelen sinyalleri iki farklı frekansta algılar ve kesin konumu çok büyük bir doğrulukla belirler.

Konum belirleme işlemlerinde tüm alıcılar, diferansiyel düzeltme işlemi kullanırlar. Bu yöntem GPS’in konumunun, referans bir noktaya göre karşılaştırılması yöntemidir.

GPS Nedir ?

GPS sistemleri konum belirleme amaçlı kullanılabilir.

YAZAR : Admin

Elektronik Mühendisi / Biyomedikal Kalibrasyon Laboratuvarı Sorumlu Müdürü / X-Işınlı Görüntüleme Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı / Ultrason-Doppler Sistemleri Test Kontrol ve Kalibrasyon Uzmanı

BU YAZIYI DA İNCELEDİNİZ Mİ ?

Google’a 93 milyon 083 bin 422 TL para cezası

Google’ın mobil işletim sistemi ve mobil uygulama sunumunda rekabete aykırı hareket ettiğini tespit eden Rekabet …

Bir cevap yazın

escort bayan escort beylikdüzü meyve siparişi escort istanbul escort istanbul kayseri escort samsun escort mersin escort bursa escort kocaeli escort atasehir escort istanbul escort bayan bursa escort bursa escort bursa escort bursa escort bursa escort