GPS (Global Positioning System)

Şekil 1: GPS Sistem Genel Yapısı
Şekil 1: GPS Sistem Genel Yapısı [6]
Küresel Konumlama Sistemi olarak çevrilen GPS, dünya üzerinde herhangi engelsiz bir görüş hattında, dört veya daha fazla uydusu ile her türlü hava koşulunda yer ve zaman bilgileri sağlayan uzay tabanlı uydu navigasyon sistemidir.[1] Küresel Konumlama Sistemi (GPS) ABD Savunma Bakanlığı tarafından tasarlanmış ve üretilmiş olup çalışması ve devamlılığının sürdürülmesi yine bu bakanlığın denetimindedir [2]. Uydu tabanlı seyrüsefer 1970’lerde başladı. Üç uydu sistemi GPS programı öncesinde tecrübe edildi: ABD Deniz Kuvvetleri Seyrüsefer Uydu Sistemi (Transit), ABD Deniz Kuvvetleri Zaman Seyrüsefer Sistemi (Timation) ve ABD Hava Kuvvetleri projesi 621B. Transit projesinin kullandığı sinyal tipi continuous wave (CW) olarak bilinen sürekli dalgaydı. Uydunun en yakın olduğu zaman ise maksimum Doppler kaymasından bulunabiliyordu. Timation programında yer alan atomik saatle uydu yörüngesi daha doğru tahmin edilebilirken yine atomik saat sayesinde yer kontrol istasyonunun uyduyu güncelleme sıklığını azaldı. Hava Kuvvetleri 621B projesinde taşıyıcı frekansını modüle etmek için PRN (Pseudo Random Noise) sinyali kullanılmıştır [3].
GPS programı Aralık 1973’te onaylandı. İlk uydu 1978 yılında fırlatıldı. Ağustos 1993’te GPS’in yörüngede 24 uydusu vardı ve aynı yılın Aralık ayında GPS ilk çalışması için hazırdı. Şubat 1994’te Federal Havacılık İdaresi (FAA) GPS’in havacılık kullanımı için hazır olduğunu ilan etti [3].

GPS uydularını kısaca özetlemek gerekirse,

  •  Block I uyduları 1978‐1985 yılları arsında yörüngeye oturtulmuş olup kullanım ömürleri 7.5 yıldır. Hiçbirisi şu  anda  yörüngede değildir.
  •  Block II/GPS II uyduları, ekvatorla 55 derecelik açı yapmaktadır. İlk olarak, 1989 yılında yörüngeye  oturtulmuştur.
  •  Block II uyduları, askeri güvenlik gerekçesiyle Seçimli Doğruluk Erişimi (SA) ve Aldatmaya Karşı Koyma (A‐S)  özellikleri ile donatılmış ve böylece sivil kullanıcılara kısıtlamalar getirilmiştir.
  •  Block IIA/GPS IIA uyduları(1990), uydular arası haberleşebilme olanaklarına sahip olup, bazılarında lazer  ölçümlerine olanak veren reflektörler bulunmaktadır.
  •  Block IIR/ Block IIR‐M/GPS IIR uydularının en önemli özelliği, saatlerinin atomik olmasıdır. Block II ve Block  IIA  uyduları iki rubidyum, iki sezyum atomik saate sahipken, Block IIR ve Block IIR‐M üç rubidyum atomik  saate  sahiptir. Block IIR uydularının sekiz tanesi modernize edilerek Block IIR‐M adını almıştır.
  •  Block IIF uyduları 2005‐2010 yılları arasında yörüngeye oturtulması planlanmış ançak, mevcut uydular    ömürlerini  henüz tamamlamadıkları için 2010‐2014 yılları arasında yörüngeye yerleştirilmesi planlanmaktadır.  Bu durumda L5  sinyalinin getireceği üstünlüklerde tam olarak 2016 yılından sonra olacaktır.
  •  Block IIIA uyduları henüz tasarım aşamasındadır.
  •  Block IIM uydularından kaynaklanan gecikme nedeniyle 2014 yılından sonra yörüngeye yerleştirilmesi  planlanmaktadır.[4]
  •  5 Şubat 2016 itibari ile 12 Block IIR, 7 BlockIIR(M) ve 11 Block IIF uyduları olmak üzere toplam 30 adet  operasyonel (operational) uydu mevcuttur.

GPS üç ana bölümden oluşmaktadır. Bunlar uydulardan oluşan Uzay Bölümü, tüm sistemi yöneten Kontrol Bölümü ile alıcıların bulunduğu Kullanıcı Bölümü’dür. [5]
GPS çok farklı amaçlar için kullanılabilen bir sistem olup elinde GPS alıcısı bulunan herkes bir kullanıcıdır. GPS’in kullanım alanlarına bakıldığında Kullanıcı Bölümü için askeri ve sivil kullanıcılar olmak üzere iki ayrı sınıflama yapılabilir. Dolayısıyla GPS alıcıları da askeri ve sivil amaçlı alıcılar diye sınıflandırılabilir [4].

GPS’in askeri kullanım alanları;

  1.  Kara, deniz ve hava araçlarının navigasyonu
  2.  Arama-kurtarma
  3.  Hedef bulma
  4.  Füze güdümü
  5.  Uçakların görüşün sınırlı ya da hiç olmadığı hava koşullarında iniş ve kalkışı

Sivil olarak ise;

  1.  Kara, deniz ve hava araçlarının navigasyonu
  2.  Jeodezik ve Jeodinamik ölçmeler
  3.  Kadastral Ölçmeler
  4.  Kinematik GPS destekli fotogrametrik çalışmalar
  5.  Yerel ve global deformasyon ölçmeleri (baraj, yol, viyadük v.b)
  6.  Araç Takip sistemleri
  7.  Uçakların görüşün sınırlı yada hiç olmadığı hava koşullarında iniş ve
    kalkışı
  8.  Aktif kontrol ağları (CORS)
  9.  CBS veri tabanlarının geliştirilmesi
  10.  Turizm, tarım, ormancılık , spor, arkeoloji
  11.  Asayiş
    gibi alanlarda kullanılmaktadır.[4]

Kaynakça:

[1] https://tr.wikipedia.org/wiki/GPS (Erişim Tarihi : 11.01.2016)
[2] G. Xu, GPS: Theory, Algorithms and Applications, Springer, 2007.
[3] J. Bao ve T. Yen, Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach, New Jersey: John Wiley & Sons, 2005.
[4]Uydularla Konum Belirleme Sistemleri (GNSS), atlas.selcuk.edu.tr/1205301/GNSS_TUM.pdf (Erişim Tarihi : 11.01.2016)
[5] M. Kahveci ve F. Yıldız, Global Konum Belirleme Sistemi Teori-Uygulama, Ankara: Nobel Yayın Dağıtım LTD. ŞTİ, 2007.

[6] http://techcrunch.com/tag/gps/

Ahmet Esat SÜZER

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir