GPS Nedir?

GPS (Global Positioning System’in kıslatması), türkçe olarak “Küresel Konumlama Sistemi” olarak adlandırılmaktadır. 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. Düzenli olarak kodlanmış bilgi yollayan bir uydu ağıdır ve uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki kesin yeri tespit etmeyi mümkün kılar. Bu sistem, Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı’na ait, yörüngelerinde sürekli olarak ilerleyen uydulardan oluşur. Savunma Bakanlığı tarafından desteklenen sistem, bir GPS alıcısı ile kullanılacak şekilde herkes tarafından erişilebilirdir. Uydular bir tür radyo sinyali yayarlar ve yeryüzündeki GPS alıcıları bu sinyalleri alıp yorumlayarak konum belirlenmesini gerçekleştirir.

Ulusal güvenlikte önemli bir konu olduğu için, Küresel güçler kendi navigasyon sistemlerini geliştirme yoluna gitmiştir. Rus navigasyon sistemi GLONASS, GPS ile birlikte çağıldaşı olarak geliştirilmektedir; ama O, 2000’li yılların ortalarına kadar dünyayı tam olarak kapsamadan çalışmıştır.  AB tarafından geliştirilen Galileo, Çin tarafından geliştirilen Compass ve Hindistan tarafından geliştirilen IRNSS adlı konumlandırma sistemleri de vardır. Hali hazırda bazı ülkeler kendi konumlandırma sistemlerini oluşturmak için çalışmalar yapmaktadır, 2020’li yıllardan sonra birçok ülke kendi konumladırma sistemlerini sahip olacaktır.

 

GPS’in Çalışma Mantığı

 

GPS alıcıları GPS uyduları tarafından gönderilen hassas zamanlama sinyalleri ile konumunu hesaplar. Her uydu sürekli GPS sinyali iletileri iletir ve Alıcı her mesajın geçiş süresini belirlemek için aldığı iletileri kullanır ve ışık hızını kullanarak her uyduya olan mesafeyi hesaplar. Bu uzaklıkları ve uydusunun konumlarını her bir kürede tanımlar. Bu uzaklıklar ve uydusunun konumları konumlama denklemleri kullanılarak alıcının konumunu hesaplamak için kullanılır.Temel GPS ölçümleri sadece bir konumun ne hız ne de yönünü verir. Ancak, çoğu GPS cihazıyla otomatik olarak iki veya daha fazla konumun ölçümleriyle konumun hızını ve hareket yönünü elde edebilirsiniz.

Temel bir GPS sinyal alımı işleminde, dört veya daha fazla uydu doğru bir sonuç elde etmek için görünür olmalıdır. Gezinme denklemlerin çözümü böylece daha doğru ve muhtemelen elverişsiz alıcı esaslı saat için ihtiyacı ortadan kaldırarak, alıcının yerleşik saat ve gerçek zaman günü tarafından tutulan saat arasındaki farkı ile birlikte alıcının konumu belirtir.

 

 

GPS

GPS uydu takımının Yerküre etrafında hareket halindeki 24 uydusunun temsili bir hareketli görseli.

Eğer 1 adet uydudan sinyal alırsa, konumunu bir küre yüzeyi hassasiyeti ile tayin eder, Uyduya olan mesafe ise bu kürenin yarıçapıdır.

İki uydudan aynı anda sinyal alırsa, iki küre yüzeyinin kesişimi ile hassasiyeti artar. İki küre yüzeyinin kesişimi bir düzlem oluşur.

Üç uydudan aynı anda sinyal alırsa, üç küre yüzey parçasının kesişimi iki nokta olur.. Bu noktalardan hangisinin alıcının konumu olduğunu tespit etmek için de dördüncü uyduya ihtiyac var. Eğer dördüncü uydu kullanılmazsa, irtifa / rakım bilgisi eksik kalır.

Dört uydu normal çalışması için gerekli olmakla birlikte, daha azıda özel durumlarda geçerli olabilir. Bir değişkeni zaten biliniyorsa, bir alıcı ile sadece üç uydu kullanılarak konum belirlenebilir. Örneğin, bir gemi veya uçak yüksekliği bilinenlerden olabilir. Bazı GPS alıcıları bilinen son rakımın yeniden kullanılması gibi ilâve ipuçları ya da parekete hesabı, ataletsel konumlama, veya dâhili olarak ilâve ipuçları ya da varsayımlarını kullanabilir.

Bu uydular alçak yer yörüngesinde uçarlar. Dünyanın her yerinde her an kesintisiz GPS kapsaması için ABD 24 adet uyduyu yörüngede tutuyor.

 

GPS’in Kullanım Alanları

Günümüzde Askeri ve Sağlık alanından yapılan tüm bilimsel çalışmalar hem birbiri içinde gelişmeye hemde teknolojiye yön verici bir şekil almıştır. Aslında askeri bir proje iken, GPS’nin, önemli askeri ve sivil uygulamaları vardır, yani bir çift kullanımlı teknoloji olarak kabul edilir.

  • Astronomi: konumsal olarak hem saat eşgüdümleme verileri hem de Astrometri ve Gök mekaniği hesaplamalarında kullanılır.
  • Ayrıca gezegen bulunmasında kullanılırken, örneğin, gözlemevleri uzmanları küçük teleskoplar kullanırken amatör astronomide yardımcı olarak GPS kullanmaktadır.
  • Otomatikleştirilmiş araç: otomobiller ve diğer taşıtlar için yer ve yolları bir sürücüsü olmadan çalışması için uygulamada kullanılmaktadır.
  • Haritacılık: hem sivil hem de askeri haritacılar yoğun GPS kullanmaktadır.
  • Hücresel telefon: saat eşgüdümlemesi, hücreler arası yayınımı kolaylaştırmak ve mobil acil aramalar ve diğer uygulamalar için hibrid GPS / hücresel konum algılaması destekleyen diğer baz istasyonları ile yayılma kodlarını eşitlemek için kritik zaman transferini sağlamada kullanılmaktadır. 1990’ların sonlarında başlatılan tümleşik GPS ile ilk telefonlarda kullanılmıştır. ABD Federal İletişim Kurulu (FCC) 911’i arayanları daha hızlı bulmak için bu yüzden 2002’de acil servislerde (nirengi kullanım için) ya el cihazında ya da kulelerde özelliği zorunlu tutulmuştur. Üçüncü şahıs yazılım geliştiricilerinin daha sonraki, duyuruları sırasında Nextel GPS API’leri erişim kazandı, kısa bir süre sonra 2006 yılında Sprint ve Verizon bunu izledi.
  • Saat eşgüdümlemesi: GPS zaman sinyallerinin (± 10 ns) doğruluğu yalnızca ikinci bir dayanak olarak atom saatlerine bağlıdır.
  • Afet yardımı / acil hizmetler: konum ve zamanlama yetenekleri için GPS’e bağlıdır.
  • Meteoroloji-Üst Rüzgâr: ölçümlerinde dünya yüzeyinden 27 km yukarıya doğru atmosferik basıncın, rüzgar hızının ve yönünün hesaplanmasında kullanılmaktadır.
  • Filo Takibi: GPS teknolojisinin kullanılması ile takip edilecek araçları tanımlamak ve gerçek-zamanlı olarak bir veya daha fazla filo aracının iletişim raporlarını sürdürmek için kullanılmaktadır.
  • Araştırma: En pahalı GPS alıcıları haritacılar tarafından sınırların, yapıların, harita işaretlerinin konum tespiti ve yol yapım çalışmaları için kullanılmaktadır.
  • Görme engelliler için: 1980’lerin sonlarına doğru uygulamaya giren GPS ile birlikte “MoBIC, Drishti, Brunel Navigation System for the Blind, NOPPA, BrailleNote GPS and Trekker” isimli projeler yürütülmeye başlamıştır.
  • Havacılık: GPS uçaklarda da diğer yön bulma aygıtlarına ek olarak kullanılmaktadır. Bazı firmalar yolcuların el tipi GPS alıcılarını kullanmalarına izin vermemektedir.
  • Referans saat: Birçok sistem senkronizasyon için referans saat kaynağı olarak GPS saatini kullanmaktadır. GPS sistemi, UTC ve GMT’den farklı olarak kendi uyduları üzerindeki atom saatlerini kullanmaktadır. Bunlar 6 Haziran 1980’de sıfırlanmış ve artık saniye düzeltmesi yapılmadığı için UTC’den 14 saniye ileridedirler. Bu nedenle periyodik olarak GPS alıcılarına UTC saat bilgisi gönderilir.
  • Geofence: araç takip sistemleri, kişi izleme sistemleri ve hayvan izleme sistemlerinde araç, kişi ya da evcil hayvanı bulmak için GPS kullanabilirsiniz.
  • Coğrafi Etiketleme: konumunu uygulayarak Nikon’un GP-1 benzeri cihazları ile harita kaplamaları oluşturmak gibi amaçlarla (Exif verilerine) fotoğraf gibi sayısal nesneler ve diğer belgelerin koordinatlarını belirtmede kullanılır.
  • GPS Uçak takibi
  • Madencilik için GPS: Gerçek Zamanlı Kinematik GPS (Real Time Kinematic GPS) kullanımı ile önemli ölçüde sondaj, kürekleme, araç takibi ve ölçme gibi çeşitli madencilik işlemlerinde geliştirilmiştir. RTK GPS santimetre düzeyinde konumlandırma hassasiyeti sağlar.
  • GPS turları: konumun içeriğinin görüntülenmesi için; Örneğin, ilgili yaklaşan kişinin hareketli bir noktası hakkında bilgi.
  • Konumlama: seyrüsefer değerinin sayısal olarak hassas hız ve yönelim ölçümlerinde kullanılır.
  • Fazörlerle ölçümler: GPS sayesinde fazörlerle hesaplama yapmak için güç sistemi ölçümlerinde son derece doğru zaman damgası özelliği sağlar.
  • Dinlenme: örneğin, yer önbellek özelliği, geodashing, GPS çizim ve yol işaretleme için kullanılır.
  • Robot bilimi: Enlem, boylam, zaman, hız ve rotayı hesaplamakta GPS sensörleri ile otonom robotların seyirinde kullanılır.
  • Spor: Eğitim yükünün kontrol ve çözümlenmesinde (örneğin futbol ve rugby için) kullanılır.
  • Yer Ölçümü: bilirkişileri haritalar yapmak ve mülkiyet sınırlarını belirlemek için mutlak konumları kullanmaktadır.
  • Tektonik: GPS depremlerde doğrudan yer kabugunda meydana gelen değişimleri belirlemede kullanılır.
  • Akıllı seyir sistemleri: otomobil seyir sistemleri, bilgisayar ve mobil iletişim teknolojisi ile tümleşik GPS teknolojisi kullanılır.

Sivil kullanım kısıtlamaları

ABD Hükümeti, bazı sivil alıcıları ihracatını kontrol eder. Örneğin insansız hava araçları gibi bir kullanım için değiştirilmiş (18 kilometre (11 mil) yükseklikte ve 515 saniye (1,001 kn) ortalama metre) veya tasarlanan yukarıdaki işleyen yeteneğine sahip tüm GPS alıcıları, balistik veya seyir füze sistemleri Dışişleri Bakanlığı ihracat lisanslarına bağlı olduğu için mühimmat (silah) olarak sınıflandırılır.

Askeri kullanım Alanları

GPS seyir füzelerinde (kıtalar arası füzelerde) ve hassas güdümlü füzelerde kullanılmaktadır. Balistik füzelerede de fırlatma pozisyonunun daha doğru olarak hesaplanması için kullanılmaktadır. Ayrıca Amerikan Nükleer Patlama Gözlemleme Sisteminin büyük bir parçası olarak GPS uyduları nükleer patlama dedektörleri içerir.

Türk Silahlı Kuvvetleri de izlediği savunma politikasına paralel olarak birçok alanda GPS uygulamalarından yararlanmaktadır. Örnek olarak komando birlikleri intikal, travers, arazide yön bulma gibi birçok alanda GPS kullanmaktadır.
 
GPS nasıl Çalışır? hakkında türkçe altyazılı bir video

 

Yorum Yap

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir