GPS Nedir ve Nasýl Çalýþýr?
GPS (Global Positioning System; Küresel Yer Belirleme Sistemi ya da Küresel Konumlandýrma Sistemi), düzenli olarak kodlanmýþ bilgi yollayan bir uydu aðýdýr ve uydularla arasýndaki mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki kesin yeri tespit etmeyi mümkün kýlar.
Bu sistem, ABD Savunma Bakanlýðý’na ait, yörüngede sürekli olarak dönen 24 uydudan oluþur. Bu uydular çok düþük güçlü radyo sinyalleri yayarlar. Yeryüzündeki GPS alýcýsý, bu sinyalleri alýr. Böylece konum belirlenmesi mümkün olur.
Bu sistemin ilk kuruluþ hedefi tamamen askeri amaçlar içindi. GPS alýcýlarý yön bulmakta, askeri çýkartmalarda ve roket atýþlarýnda kullanýlmak üzere tasarlanmýþtýr. Ancak, 1980’lerde GPS sistemi sivil kullanýma da açýlmýþtýr.
* 1 Uygulama alanlarý
* 2 GPS Sistemi
o 2.1 Uzay Bölümü
o 2.2 Kontrol Bölümü
o 2.3 Kullanýcý Bölümü
* 3 Kaynakça
Uygulama alanlarý
Askeri: GPS cruise füzelerinde (kýtalar arasý füzelerde) ve hassas güdümlü füzelerde kullanýlmaktadýr. Balistik füzelerede de fýrlatma pozisyonunun daha doðru olarak hesaplanmasý için kullanýlmaktadýr. Ayrýca Amerikan Nükleer Patlama Gözlemleme Sisteminin büyük bir parçasý olarak GPS uydularý nükleer patlama dedektörleri içerir.
Türk Silahlý Kuvvetleri’de izlediði savunma politikasýna paralel olarak bir çok alanda gps uygulamalarýndan yararlanmaktadýr.Örnek olarak komando birlikleri intikal, travers, arazide yön bulma gibi bir çok alanda gpsten faydalanmaktadýr.
Sivil GPS alýcýlarýna füze yapma amaçlý kullanýlmamalarý için 18 km yükseklik ve 450km/s hýz gibi limitler getirilmiþtir.
Araþtýrma: En pahalý GPS alýcýlarý haritacýlar tarafýndan sýnýrlarýn, yapýlarýn, harita iþaretlerinin konum tespiti ve yol yapým çalýþmalarý için kullanýlmaktadýr.
Görsel engelliler için: 1980’lerin sonlarýna doðru uygulamaya giren GPS ile birlikte “MoBIC, Drishti, Brunel Navigation System for the Blind, NOPPA, BrailleNote GPS and Trekker” isimli projeler yürütülmeye baþlamýþtýr.
Havacýlýk: GPS uçaklarda da diðer yön bulma aygýtlarýna ek olarak kullanýlmaktadýr. Bazý firmalar yolcularýn el tipi GPS alýcýlarýný kullanmalarýna izin vermemektedir.
Referans saat: Birçok senkronizasyon sistemi referans saat kaynaðý olarak GPS’i kullanmaktadýr. GPS sistemi UTC ve GMT’den farklý olarak kendi uydularý üzerindeki atomik saatleri kullanmaktadýr. Bunlar 6 Haziran 1980’de sýfýrlanmýþlar, ve artýk saniyeleri düzeltmesi yapýlmadýðý için UTC’den 14 saniye ileridedirler. Bu nedenle periyodik olarak GPS alýcýlarýna UTC saat bilgisi gönderilir.
GPS Sistemi
GPS sinyallerinin üretilmesi
GPS sinyallerinin üretilmesi
NAVSTAR sistemi, uzay bölümü (uydular), kontrol bölümü (yer istasyonlarý) ve kullanýcý bölümünden (GPS alýcýsý) oluþur.
Uzay Bölümü
Uzay bölümü, en az 24 uydudan (21 aktif uydu ve 3 yedek) oluþur ve sistemin merkezidir. Uydular, “Yüksek Yörünge” adý verilen ve dünya yüzeyinin 20.200 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar fazla yükseklikte bulunan uydular oldukça geniþ bir görüþ alanýna sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alýcýsýnýn her zaman en az 4 adet uyduyu görebileceði þekilde yerleþtirilmiþlerdir.
Uydular saatte 7.000 mil hýzla hareket ederler ve 12 saatte, dünya çevresinde bir tur atarlar. Güneþ enerjisi ile çalýþýrlar ve en az 10 yýl kullanýlmak üzere tasarlanmýþlardýr. Ayrýca güneþ enerjisi kesintilerine karþý (güneþ tutulmasý vs.) yedek bataryalarý ve yörünge düzeltmeleri için de küçük ateþleyici roketleri vardýr.
GPS projesi ilk uydunun 1978’de ateþlenmesiyle baþlamýþtýr. 24 uyduluk að 1994’de tamamlanmýþtýr. Projenin devamlýlýðý ve geliþtirilmesi ile ilgili bütçe ABD Savunma Bölümüne aittir.
Uydularýn her biri, iki deðiþik frekansta ve düþük güçlü radyo sinyalleri yayýnlamaktadýr. (L1, L2) Sivil GPS alýcýlarý L1 frekansýný (UHF bandýnda 1575,42 Mhz), ABD Savunma bölümü alýcýlarý L2 (1227,60 Mhz) frekansýný dinlemektedirler. Bu sinyal “Görüþ Hattýnda” Line of Sight ilerler. Yani bulutlardan, camdan ve plastikten geçebilir ancak duvar ve dað gibi katý cisimlerden geçemez.
GPS sinyalleri binalardan yansýdýðý için þehir içlerinde araziye oranla hassasiyeti azalýr. Yeraltýna kazýlan tünellerde ise sinyal elde edilemez. Hatalý sinyallerin elde edilebileceði ya da hiç sinyal elde edilemeyen bölgelerde kullanýlmak üzere geliþtirilen Diferansiyel GPS’ler tarafýndan bu hatalar en aza indirilerek daha hassas bir yer ölçümü yapýlabilir.
Daha rahat anlaþýlmasý için, bildiðimiz radyo istasyonu sinyalleri ile L1 frekansýný kýyaslamak istersek; FM radyo istasyonlarý 88 ile 108 Mhz arasýnda yayýn yaparlar, L1 ise 1575,42 Mhz’i kullanýr. Ayrýca GPS’in uydu sinyalleri çok düþük güçtedirler. FM radyo sinyalleri 100.000 watt gücünde iken L1 sinyali 20-50 watt arasýndadýr. Bu yüzden GPS uydularýndan temiz sinyal alabilmek için açýk bir görüþ alaný gereklidir.
GPS uydularý tarafýndan gönderilen elektromanyetik dalgalar atmosferden geçerken bükülmeye uðrarlar. L1 ve L2 bantlarý farklý dalga boylarýna sahip olduðundan farklý oranda bükülmeye uðradýðýndan aradaki farklýlýk hesaplanarak atmosferik bozulma engellenerek çok daha hassas bir yer bilgisi hesaplanabilir. Sadece L1 bandý kullanýlarak (diferansiyel GPS ile dahi) 98 m. hassasiyet elde edilebilirken, L1 ve L2 bantlarýnýn ortak kullanýmý ile 1 m.’nin altýnda hassasiyete ulaþmak mümkün olmaktadýr.
Her uydu yerdeki alýcýnýn sinyalleri tanýmlamasýný saðlayan iki adet özel pseudo-random (þifrelenmiþ rastgele kod) kodu yayýnlar. Bunlar Korumalý (Protected P code) kod ve Coarse/Acquisition (C/A code) kodudur. P kodu karýþtýrýlarak sivil izinsiz kullanýmý engellenir, bu olaya Anti-Spoofing adý verilir. P koduna verilen baþka bir isimde “P (Y)” ya da sadece “Y” kodudur.
Bu sinyallerin ana amacý yerdeki alýcýnýn, sinyalin geliþ süresini ölçerek, uyduya olan mesafesini hesaplamayý mümkün kýlmasýdýr. Uyduya olan mesafe, sinyalin geliþ süresi ile hýzýnýn çarpýmýna eþittir. Sinyallerin kabul edilen hýzý ýþýk hýzý dýr. Gelen bu sinyal, uydunun yörünge bilgileri ve saat bilgisi, genel sistem durum bilgisi ve ionosferik gecikme bilgisini içerir. Uydu sinyalleri çok güvenilir atom saatleri kullanýlarak zamanlanýr.
Kontrol Bölümü
Adýndan anlaþýlacaðý gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularýný sürekli izleyerek, doðru yörünge ve zaman bilgilerini saðlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadýr.(Hawai,Kwajalein,Colorado Spring(Ana merkez),Ascension adalarý ve Diego Garcia) Bunlardan dördü insansýz, biri insanlý ana kontrol merkezidir. Ýnsansýz kontrol merkezleri, topladýklarý bilgileri ana merkeze yollarlar. Ana merkezde bu bilgiler deðerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir.
Kullanýcý Bölümü
Kullanýcý bölümü yerdeki alýcýlardýr. Çeþitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kiþi, sistemin kullanýcý bölümüne dahil olur. Genellikle intikal yapan komando birlikleri tarafindan kullanilir.
Kaynakça:
* Bu Linki Görmeniz Ýçin SupersatForuma Uye Olmanýz Gerekmektedir.
* (Ýngilizce) GPS dispatch systems
* MAPIST – Magellan GPS/Türkiye


Teþekkur:
Beðeni: 

Alýntý

Yer imleri