GPS

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
GPS uydu takımının Yerküre etrafında hareket halindeki 24 uydusunun temsili bir hareketli görseli. Dikkat edilirse, Yerküre üzerinde, belirli bir noktadan bakıldığında (bu örnekte 45° Kuzey enlemi) görülebilir/algılanabilir uydu sayısının belirli bir sürede nasıl bir değişim içinde olduğu görünmektedir.
GPS Blok II-F uydusunun sanatçı tarafından yapılmış bir görseli.
Yaygın olarak kullanılan bir taşınabilir GPS sinyal alıcı cihazı.

GPS (Global Positioning System; Küresel Konumlama Sistemi), 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] Düzenli olarak kodlanmış bilgi yollayan bir uydu ağıdır ve uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki kesin yeri tespit etmeyi mümkün kılar. Küresel ölçekte çalışır bu tür sistemlerin öncülüdür. Bu sistem, ABD 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.

GPS projesi, öncelindeki navigasyon sistemlerinin kısıtlı işlevselliklerini aşabilmek amacıyla[2] 1960'lardan gelen bir dizi gizli mühendislik çalışması da dahil olmak üzere ilk denemelerde ortaya çıkan birkaç görüşün de bütünleştirilmesi ile, 1973 yılında geliştirilmişti. GPS, ABD Savunma Bakanlığı (DoD) tarafından esas olarak 24 uydu ile çalışacak şekilde tasarlanıp yapılmış ve devreye alınmıştı. 1994 yılında tam olarak işler hale gelmiştir. Sistem, Bradford Parkinson, Roger L. Easton ve Ivan A. Getting'in icatları ile güçlendirildi.

GPS sistemi, var olan sistem üzerinde teknoloji ilerlemeleriyle ve yeni taleplerle artık yenileştirilme ve Yeni Nesil Operasyonel Kontrol Sistemi (OCX) destekli, gelişmiş GPS III uydularının hayata geçirilmesi çabalarına yol açmıştır.[3] Beyaz Saray ve Başkan Yardımcısı Al Gore 1998 yılında duyurular ile bu değişimi başlattı. 2000 yılından beri, GPS III yenileştirilmeleriyle ilgili kararlarda ABD Kongresi yetkilidir.

Ek olarak diğer sistemlerin kullanımında GPS geliştirilme aşamasındadır. Rus navigasyon sistemi GLONASS, GPS ile birlikte çağıldaşı olarak geliştirilmektedir; ama O, 2000'li yılların ortalarına kadar dünyayı tam olarak kapsamadan çalışmıştır.[4] GPS'in yanı sıra AB tarafından geliştirilen Galileo, Çin tarafından geliştirilen Compass ve Hindistan tarafından geliştirilen IRNSS adlı konumlandırma sistemleri de vardır.

Tarihi[değiştir | kaynağı değiştir]

GPS sistemi ilk askeri gereksinimler için tasarlanmıştı. Tasarımı kısmen 1940'lı yılların başlarında geliştirilen, İkinci Dünya Savaşı sırasında kullanılan ve daha sonra da uzun süre kullanılmış o dönem için bir çözüm olan LORAN (LORAN - Long Range Navigation) ve Decca Gezgini gibi benzer yer tabanlı radyo-seyir sistemlerine dayanmaktadır. GPS'in ilk kullanımı İkinci Dünya Savaşı'nın hemen sonrasına dayanır. Sistem, sinyal alıcıları ile yön bulmakta, askeri planlarda ve konum hesaplamalarında ve güdümlü roketlerin kontrolünde kullanılmak üzere tasarlanmıştı. GPS sistemi, ancak 1980'lerde sivil kullanıma açılmıştır.

Önceli[değiştir | kaynağı değiştir]

NAVSTAR GPS resmi logosu NAVSTAR GPS resmi logosu
NAVSTAR GPS resmi logosu
ABD Hv. K. 50. Space Wing amblemi

1956 yılında, Alman-Amerikan fizikçi Friedwardt Winterberg[5] yapay uydular içinde yörüngeye yerleştirilen hassas atom saatleri kullanılarak genel görelilik denemesi (güçlü bir yerçekimi alanındaki yavaşlayan süre için) önerdi. Genel görelilik kullanılmaksızın, yörüngede günde 38 mikrosaniye daha hızlı bir şekilde süre düzeltmesi çalıştırmak için GPS brüt arızalanmasına yol açardı.[6] Sovyetler Birliği 1957 yılında ilk insan yapımı peyk olan Sputnik'i fırlattı; bu, GPS için ilave bir esin kaynağı oldu. İki Amerikan fizikçi, William Guier ve George Weiffenbach, Johns Hopkins'in Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nda (APL), Sputnik'in radyo sinyali iletimlerinin izlenmesine karar verdi.[7] Doppler etkisi nedeniyle peykin, yörünge boyunca nerede olunduğunun bilgisini içindeki saatleri ile kesin olarak verebileceğini fark etti. APL Müdürü onlara gereken yoğun hesaplamaları yapmak için kendi UNIVAC bilgisayarına verileri giriş iznini verdi. Bir sonraki bahar, Frank McClure, APL müdür yardımcısı, Guier ve Weiffenbach'a, verilen ters problemi araştırmak için bu uydunun kullanıcının yerini saptamasını sordu. Bu, (denizaltıdan-fırlatılan Polaris füzesini geliştiren Donanma'nın, denizaltı konumunu bilebilmesi için gerekliydi.) onların ve APL'nin Transit sistemini geliştirmesine yol açtı.[8] 1959 yılında, ARPA'da (adı 1972 yılında DARPA olarak değiştirildi) Transit sisteminin geliştiriminde rol aldı.[9][10][11]

Amerika Birleşik Devletleri Deniz Kuvvetleri tarafından kullanılan ilk uydu navigasyon sistemi, Transit, 1960 yılında başaryla test edildi.[12] Yaklaşık saatte bir seyir düzeltmesi sağlayabilir bir uydu takımında (satellite constellation) beş uydu kullanıldı. 1967 yılında, ABD Deniz Kuvvetleri, GPS sisteminde gerekli bir teknoloji olarak uzay şartlarında, yüksek doğruluklu saat ölçümü için Timation uydusunu geliştirerek yeteneğini kanıtladı. 1970'lerde, yer tabanlı Omega Navigasyon Sistemi, faz karşılaştırmasına dayanarak istasyon çiftlerinden sinyalin aktarımı ile dünya çapında ilk telsiz konumlandırma sistemi olmuştur.[13] Bu sistemlerin sınırlandırılmaları daha fazla doğruluk ile daha evrensel bir navigasyon çözümüne ihtiyacı sürdürdü.

Geliştirilme eylemlerinin hemen hemen hiçbiri uydu takımının milyarlarca dolara mal olacak araştırmalarda, askeri ve sivil sektörlerdeki doğru navigasyon için kapsamlı ihtiyaçların temininde bir gerekçe olarak görülmedi. ABD Kongresi'nin bu harcamaları, Soğuk Savaşın silahlanma yarışı sırasında, ABD'nin varlığına nükleer bir tehdit görünümü gibi haklı bir ihtiyaca yönelik olarak yaptığı düşüncesini oluşturdu. Bu nedenle caydırıcı etkisi görülerek gizlice GPS finanse edildi. Ayrıca bu, o dönemdeki aşırı dereceli gizlilik nedeniylede dir. Nükleer üçlüsü, ABD Hava Kuvvetleri'nin stratejik bombardıman uçakları ile birlikte kıtalararası balistik füzeler (ICBM) ve ABD Donanması'na ait denizaltıdan fırlatılan balistik füzelerden (SLBM) oluşuyordu. Nükleer caydırıcılık duruşu için hayati önem arz eden, SLBM fırlatma konumunun doğru belirlenmesi bir kuvvet çarpanı olmuştur.

ABD'nin balistik füze taşıyan denizaltı konumlarının hassas biçimde hesaplanması için yüksek doğruluklu konum belirleme gereksinimi doğdu.[14] Nükleer üçlüden ikisi için ABD Hava Kuvvetleri'nin, aynı zamanda daha doğru ve güvenilir bir navigasyon sistemine gereksinimi vardı. Paralelinde Deniz ve Hava Kuvvetleri'nde, temelde aynı tür sorunların çözümü için ne yapılabileceği ile ilgili, kendi teknolojileri geliştirilmekte idi. ICBM'lerin beka kabiliyetlerini arttırmak için, taşınabilir fırlatma platformları kullanmak gibi (Rus SS-24 ve SS-25 sistemlerindeki gibi) öneriler vardı ve bu yüzden SLBM durumundaki gibi benzer fırlatma konumunu düzeltme ihtiyaçları oluştu.

1960 yılında, Hava Kuvvetleri aslında 3 boyutlu konum hesaplamaya imkan veren bir LORAN olan MOSAIC (MObile System for Accurate ICBM Control) adlı bir radyo-navigasyon sistemi önerdi. Takiben Proje-57 üzerinde çalışmalar başladı; 1963 yılında bu sistem denendi ve bu çalışmadan sonra GPS kavramı doğdu. Devamında aynı yıl GPS'te şimdi gördüğünüz özelliklerin birçoğunun ilk tasarılarını barındıran Proje 621B çalışmalarına yönelindi;[15] hem ICBM'ler hem de Hava Kuvvetleri bombardıman uçaklarına gereken hassas konum hesaplamaları için çözümler üretilmeye başlandı.[16] Deniz Kuvvetleri Transit sisteminin güncellemeleri Hava Kuvvetleri operasyonlarının yüksek hızları için çok yavaş kalmaktaydı. Deniz Araştırma Laboratuvarı'nın kendi sisteminin geliştirmeleri devam ederken, ilk kez 1967 yılında ve üçüncüsü 1974 yılında fırlatılmak üzere, içinde atom saati bulunan uzaydaki ilk araç olan Timation (Time Navigation) uydusu yörüngeye oturtuldu.[17]

GPS, ABD ordusunun bir diğer önemli, farklı bir dalı haline geliyordu. 1964 yılında, ABD ordusunun, jeodezi ölçümlerinde kullanılacak SECOR (Sequential Collation of Range) jeodezi yer uydusu yörüngede ilk turuna çıktı.[18] Henüz belirlenmeyen bir konumunda iken karada üslenen dördüncü bir istasyondan, tam olarak konumu düzeltmek için daha sonra bu sinyalleri kullanabilirdi. Son SECOR uydusu (SECOR 13) 1969 yılında fırlatıldı.[19] Onyıllar sonra ilk yıllarında GPS, sivil yer araştırması için yeni teknolojilerinden sürekli olarak yararlanılabilen ilk sahalardan biri haline geldi. Çünkü sivil yer araştırması bilirkişilerine yarayan (surveyors) GPS uydu takımıdan gelen daha eksiksiz sinyaller, yıllar önce operasyonel ilan edilmişti. GPS sisteminin, yer tabanlı vericileri yörüngeye taşınan, SECOR sisteminin evrim geçirmiş bir türü olduğu düşünülebilir.

Geliştirme[değiştir | kaynağı değiştir]

1960'larda, paralelindeki gelişmelerle; Transit, Timation, 621B kodlu proje ve SECOR gibi bir dizi çoklu hizmet programından en iyi teknolojileri sentezleyerek üstün bir sistem geliştirilebileceği anlaşıldı.

1973 yılında hafta sonu, İşçi Bayramı boyunca, Pentagon'daki yaklaşık 12 askeri yetkili tarafından Savunma Navigasyon Uydu Sistemi (DNSS) konusunu işleyen bir dizi toplantı kararı alındı. Bu toplantıda, "GPS sisteminin oluşturulması yolunda gerçek bir sentez" yapılmıştır. Daha sonra O yıl, DNSS programı, Navstar veya Navigation System Using Timing and Ranging (Zamanlama Kullanımı ve Menzilleme Navigasyon Sistemi) adını almıştır.[20] Navstar ile ilişkili olan özgün uyduların adı (önceki Transit ve Timation adlandırmaları gibi), Navstar uydu takımını tanımlamak için daha kapsamlı bir tam ad olarak Navstar-GPS şeklinde ve daha sonra da sadece kısaltılmış biçimde GPS olarak söylenegelmiştir.[21]

Kore Hava Yolları'na ait 007 uçuş numararalı, 269 kişi taşıyan bir Boeing 747, SSCB'nin yasak hava sahası içine[22] sapması sonrasında Sahalin ve Moneron Adaları dolaylarında 1983 yılında düşürülmüştü. ABD Başkanı Reagan, yeterli derecede geliştirilmiş olan, GPS sisteminin sivilde, serbest bir şekilde kullanılabilir olması için bir yönerge yayınlattı.[23] İlk uydu 1989 yılında fırlatıldı ve 24. uydu 1994 yılında fırlatıldı. Roger L. Easton GPS birincil mucidi olarak yaygın bir şekilde yansıtılır.

Başlangıçta en yüksek kalitede sinyal, askeri kullanım için ayrılmıştı ve sivil kullanıma hazır olacak olan sinyal bilerek bozulmuş oldu (Selective Availability). Bu, seçici durumun kapatılabilir olması için 100 metreden (330 ft) 20 metreye (66 ft) sivil GPS sinyallerinin hassas iyileştirilmesi, Başkan Bill Clinton'ın siparişi ile 1 Mayıs 2000'de gece yarısı değişti. 2000 yılında seçici durumu kapatmak için 1996 yılında imzalanan talimat ABD Savunma Bakanı William Perry tarafından önerilmişti; çünkü diferansiyel GPS hizmetlerinin yaygın büyümesi için sivil doğruluğunu geliştirmek ve ABD askeri kazanımlarını ortadan kaldırmak gerekmekteydi. Dahası ABD ordusunun etkin bölgesel düzeyde muhtemel düşmanları için GPS hizmetini kullanımı bırakmayı destekleyebilecek teknolojileri gelişiyordu.[24]

2000'li yıllarda ABD, GPS hizmetinde sivil kullanım için yeni sinyaller ve tüm kullanıcılar için artan doğruluk ve bütünlük de dahil olmak üzere, mevcut GPS donanımları ile tamamının uyumluluğunu korurken, çeşitli iyileştirmeleri uygulamaya geçirmiştir.[25] Sistemin yenileştirmeleri şimdi, artan askeri, sivil ve ticari ihtiyaçları karşılamak, dolayısıyla yeni yetenekleri ile Küresel Konumlama Sistemini yükseltmek için devam eden bir girişim haline gelmiştir. Program GPS Blok III ve Yeni Nesil Operasyonel Kontrol Sistemi (OCX) dahil olmak üzere uydu satın almalar gibi bir dizi girişim şekliyle uygulanmaktadır. ABD Hükümeti GPS sisteminin verimini ve doğruluğunu arttırmak için uzay ve yer bölümlerini geliştirmeye devam etmektedir.

GPS, ABD Hükümeti'nin sahip olduğu ve işlettiği ulusal bir kaynaktır. Savunma Bakanlığı (DoD) GPS resmi temsilcisi olmaktadır. Kurumlararası GPS İcra Kurulu (IGEB - Interagency GPS Executive Board) 1996 ile 2004 yılları arası GPS politikalarını yönetti. Daha sonra bu Ulusal Uzay Tabanlı Konumlama, 2004 yılında Yönlendirme ve Zamanlama Yönetim Kurulu (Navigation and Timing Executive Committee) Başkanlığı tarafından, GPS ve ilişkin sistemler ile ilgili konularda federal daireler ve kurumlara danışmanlık hizmeti vermek ve onları yönlendirmek için yönerge ile kurulmuştur.[26] İcra kuruluna savunma ve ulaşım vekil sekreterleri ortaklaşa başkanlık etmektedir. Üyeleri eşdeğer düzeyde, devlet ve ticaret bakanlıklarından yetkililer ve ülke güvenliği kadrolarının ortak şefleri ve NASA'dan dır. İcra kurulunun bileşenleri, yürütme ofisinin gözlemcileri ve irtibatlı olarak katılan FCC (Federal İletişim Kurulu) başkanıdır.

Savunma Bakanlığı (DoD), "Standart Konumlama Servisi"ni korumak için yasa gereği (federal radyoseyrüsefer planı ve standart konumlama hizmeti sinyal şartnamesinde tanımlandığı gibi) var olacaktır. GPS sisteminin dünya çapında sürekli geçerli halde olması; "ve" onu haksız yere bozan ya da sekteye uğratıcı sivil bir kullanım olmadan, onun güçlendirilmesine dair düşmanca kullanımları ortadan kaldırmak için önlemler geliştirecektir.

Süreç ve yenileştirme[değiştir | kaynağı değiştir]

Uyduların özeti[27]
Blok Fırlatılma Uydu durumu Yörüng.
ve işler
Başa-
rılı(Green tick.svg)
Başa-
rısız(X mark.svg)
Yapım Tasarı
I 1978–1985 10 1 0 0 0
II 1989–1990 9 0 0 0 0
IIA 1990–1997 19 0 0 0 9
IIR 1997–2004 12 1 0 0 12
IIR-M 2005–2009 8 0 0 0 7
IIF 2010 sonrası 3 0 10 0 3
IIIA 2014 sonrası 0 0 0 12 0
IIIB 0 0 0 8 0
IIIC 0 0 0 16 0
Toplam 61 2 10 36 31
(Son güncelleme: 8 Ekim 2012)

PRN 01 from Blok IIR-M is unhealthy
PRN 25 from Blok IIA is unhealthy
PRN 32 from Blok IIA is unhealthy
PRN 27 from Blok IIA is unhealthy
[28] Diğer listeler için bakınız: GPS uyduları listesi

  • 1972 yılında, ABD Hava Kuvvetleri Ataletsel Kılavuz Merkezi Test Tesisi'nde (Holloman Hv. K. Üssü), yer tabanlı sözde uyduları kullanılarak White Sands Füze Menzili üzerinden GPS alıcılarının iki prototip geliştirimi için uçuş testleri yapılmıştır.
  • 1978 yılında, ilk deneyim olarak Blok-I GPS uydusu fırlatıldı.
  • 1983 yılında, seyir hataları sonucu Sovyet yasak hava sahası içine sapmış Kore Hava Yolları (KAL 007) uçağı bir Sovyet avcı uçağı tarafından düşürüldü. 269 kişinin yaşamını yitirdiği kaza sonrasında, daha önce bu Navigation Magazine yayınında yayınlanmış olmasına rağmen, ABD Başkanı Ronald Reagan'ın GPS sisteminin sivil kullanımlar için hazır olacağını açıklaması ile sivil kullanıma geçilmiştir.
  • 1985 yılında, on kadar daha deneysel Blok-I uydusu, GPS kavramının oturması için fırlatılmıştı. Bu uyduların Komuta ve kontrolü, Kaliforniya Onizuka Hv. K. Üssü ve Colorado Springs Kolorado Falcon Hv. K. Üssü'nde (Schriever AFB) yer alan 2. Uydu Kontrol Filosu'na (2SCS) devredilmişti.
  • 14 Şubat 1989 tarihinde, ilk çağdaş Blok-II uydusu fırlatıldı.
  • 1990 ve 1991 yılları arasındaki Körfez Savaşı, GPS teknolojilerinin yaygın olarak kullanıldığı ilk çatışma olmuştur.
  • 1992 yılında, Hv. K. 50. Uzay Kanatları (Space Wing) tarafından yönetilmekte olan ilk sistemin yönetimi yerini 2. Uzay Kanatları (2ndSW) yönetimine bıraktı.

Uygulama alanları[değiştir | kaynağı değiştir]

Askeri[değiştir | kaynağı değiştir]

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.[kaynak belirtilmeli]

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.

Araştırma[değiştir | kaynağı değiştir]

En pahalı GPS alıcıları haritacılar tarafından sınırların, yapıların, harita işaretlerinin konum tespiti ve yol yapım çalışmaları için kullanılmaktadır.

Görme engelliler için[değiştir | kaynağı değiştir]

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[değiştir | kaynağı değiştir]

GPS uçaklarda da diğer yön bulma aygıtlarına ek olarak kullanılmaktadır. Bazı firmalar yolcuların el tipi GPS alıcılarını kullanmalarına izin vermemektedir.

Referans saat[değiştir | kaynağı değiştir]

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.

GPS Sistemi[değiştir | kaynağı değiştir]

Fırlatılmadan önce testleri yapılan bir NAVSTAR uydusu.
GPS sinyallerinin üretilmesi

NAVSTAR sistemi, uzay bölümü (uydular), kontrol bölümü (yer istasyonları) ve kullanıcı bölümünden (GPS alıcısı) oluşur.

Uzay bölümü[değiştir | kaynağı değiştir]

Uzay bölümü, en az 24 uydudan (18 aktif 6 yedek) oluşur ve sistemin merkezidir. Uydular, "Yüksek Yörünge" adı verilen ve dünya yüzeyinin 20.000 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar fazla yükseklikte bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman iki boyutlu belirleme için en az 3, üç boyutlu belirleme için en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir.

Uydular saatte 7.000 mil hızla hareket ederler ve 12 saatte, dünya çevresinde bir tur atarlar. Güneş enerjisi ile çalışırlar ve en az 10 yıl kullanılmak üzere tasarlanmışlardır. Ayrıca güneş enerjisi kesintilerine karşı (güneş tutulması vs.) yedek bataryaları ve yörünge düzeltmeleri için de küçük ateşleyici roketleri vardır.

GPS projesi ilk uydunun 1978'de ateşlenmesiyle başlamıştır. 24 uyduluk ağ 1994'de tamamlanmıştır. Projenin devamlılığı ve geliştirilmesi ile ilgili bütçe ABD Savunma Bakanlığı'na aittir.

Uyduların her biri, iki değişik frekansta ve düşük güçlü radyo sinyalleri yayınlamaktadır. (L1, L2) Sivil GPS alıcıları L1 (UHF bandında 1575,42 MHz) ve L2 (1227,60 Mhz) frekanslarını dinlemektedirler. Birden fazla sinyalin kullanılması hem iyonesferden dolayı gerçekleşen kırılmayı engellemek hem de sinyal bozma durumlarına karşı güvenlik olarak uygulanmaktadır. ABD Savunma bölümü alıcıları Military (M-code) (5.115 MHz.) frekansını dinlemektedirler. Bu sinyaller "Görüş Hattında" Line of Sight ilerler. Yani bulutlardan, camdan ve plastikten geçebilir ancak duvar ve dağ gibi katı cisimlerden geçemez.

GPS sinyalleri binalardan yansıdığı için şehir içlerinde araziye oranla hassasiyeti azalır. Yeraltına kazılan tünellerde ise sinyal elde edilemez. Hatalı sinyallerin elde edilebileceği ya da hiç sinyal elde edilemeyen bölgelerde kullanılmak üzere geliştirilen Diferansiyel GPS'ler tarafından bu hatalar en aza indirilerek daha hassas bir yer ölçümü yapılabilir.

Daha rahat anlaşılması için, bildiğimiz radyo istasyonu sinyalleri ile L1 frekansını kıyaslamak istersek; FM radyo istasyonları 88 ile 108 Mhz arasında yayın yaparlar, L1 ise 1575,42 Mhz'i kullanır. Ayrıca GPS'in uydu sinyalleri çok düşük güçtedirler. FM radyo sinyalleri 100.000 watt gücünde iken L1 sinyali 20-50 watt arasındadır. Bu yüzden GPS uydularından temiz sinyal alabilmek için açık bir görüş alanı gereklidir.

GPS uyduları tarafından gönderilen elektromanyetik dalgalar atmosferden geçerken bükülmeye uğrarlar. L1 ve L2 bantları farklı dalga boylarına sahip olduğundan farklı oranda bükülmeye uğradığından aradaki farklılık hesaplanarak atmosferik bozulma engellenerek çok daha hassas bir yer bilgisi hesaplanabilir. Sadece L1 bandı kullanılarak (diferansiyel GPS ile dahi) 98 m. hassasiyet elde edilebilirken, L1 ve L2 bantlarının ortak kullanımı ile 1 m.'nin altında hassasiyete ulaşmak mümkün olmaktadır.

Her uydu yerdeki alıcının sinyalleri tanımlamasını sağlayan iki adet özel pseudo-random (şifrelenmiş rastgele kod) kodu yayınlar. Bunlar Korumalı (Protected P code) kod ve Coarse/Acquisition (C/A code) kodudur. P kodu karıştırılarak sivil izinsiz kullanımı engellenir, bu olaya Anti-Spoofing adı verilir. P koduna verilen başka bir isimde "P (Y)" ya da sadece "Y" kodudur.

Bu sinyallerin ana amacı yerdeki alıcının, sinyalin geliş süresini ölçerek, uyduya olan mesafesini hesaplamayı mümkün kılmasıdır. Uyduya olan mesafe, sinyalin geliş süresi ile hızının çarpımına eşittir. Sinyallerin kabul edilen hızı ışık hızı dır. Gelen bu sinyal, uydunun yörünge bilgileri ve saat bilgisi, genel sistem durum bilgisi ve iyonosferik gecikme bilgisini içerir. Uydu sinyalleri çok güvenilir atom saatleri kullanılarak zamanlanır.

Kontrol Bölümü[değiştir | kaynağı değiştir]

Adından anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır (Hawaii, Kwajalein, Colorado Springs (ana merkez), Ascension adası ve Diego Garcia). Bunlardan dördü insansız, biri insanlı ana kontrol merkezidir. İnsansız kontrol merkezleri, topladıkları bilgileri ana merkeze yollarlar. Ana merkezde bu bilgiler değerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir.

Kullanıcı bölümü[değiştir | kaynağı değiştir]

Kullanıcı bölümü yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kişi, sistemin kullanıcı bölümüne dahil olur. Bu bölüm kullanıcılara sunulan uygulamaya ait donanım ve hesaplama tekniklerinin geniş bir aralığını tanımlar. Gerek askeri gerekse sivil kullanıcılar için teknolojinin gelişmesi ile beraber büyük bir ilerleme göstermiştir. Genel olarak her türlü amaç için farklı duyarlıkları olan uygun donanımlı GPS alıcıları (receiver) bu bölümü oluşturur. Bir GPS alıcısı; algılayıcı (sensor), kontrol ünitesi, alıcı anteni ve güç kaynağından oluşur. Ölçü sırasında

  • Anlık faz farkı ölçüleri (data, ham ölçüleri)
  • Yayın efemerisi bilgileri (uydu yörünge bilgileri)
  • Atmosferik bilgiler (iyonosfer ve troposfer bilgileri)
  • Mesaj bilgileri(anten yüksekliği ve nokta bilgileri)

elde edilir. Jeodezik amaçla GPS ölçülerinde kullanılan iki çeşit alıcı vardır.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynaklar[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ "What is a GPS?". http://www.loc.gov/rr/scitech/mysteries/global.html. 
  2. ^ National Research Council (U.S.). Committee on the Future of the Global Positioning System; National Academy of Public Administration (1995) (İngilizce). The Global Positioning System: A Shared National Asset: Recommendations for Technical Improvements and Enhancements. National Academies Press. ss. 16. ISBN 0-309-05283-1. http://books.google.com/books?id=FAHk65slfY4C. Erişim tarihi: 16 Ağustos 2013. , Bölüm 1, ss. 16
  3. ^ "Factsheets: GPS Advanced Control Segment (OCX)". Losangeles.af.mil. 25 Ekim 2011. http://www.losangeles.af.mil/library/factsheets/factsheet.asp?id=18676. Erişim tarihi: 6 Kasım 2011. 
  4. ^ "Russia Launches Three More GLONASS-M Space Vehicles" (İngilizce). Inside GNSS. http://www.insidegnss.com/node/982. Erişim tarihi: 26 Aralık 2008. 
  5. ^ Astronautica Acta II, 25 (1956)
  6. ^ "GPS and Relativity". Astronomy.ohio-state.edu. http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/gps.html. Erişim tarihi: 6 Kasım 2011. 
  7. ^ Guier, William H.; Weiffenbach, George C. (1997). "Genesis of Satellite Navigation" (İngilizce) (PDF). John Hopkins APL Technical Digest 19 (1): ss. 178–181. http://www.jhuapl.edu/techdigest/td/td1901/guier.pdf. 
  8. ^ Steven Johnson (2010), Where good ideas come from, the natural history of innovation, New York: Riverhead Books 
  9. ^ Helen E. Worth and Mame Warren (2009). Transit to Tomorrow. Fifty Years of Space Research at The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. http://space50.jhuapl.edu/pdfs/book.pdf. 
  10. ^ Catherine Alexandrow (Nisan 2008). "The Story of GPS". http://www.darpa.mil/WorkArea/DownloadAsset.aspx?id=2565. 
  11. ^ DARPA: 50 Years of Bridging the Gap. Nisan 2008. http://www.darpa.mil/about/history/first_50_years.aspx. 
  12. ^ Howell, Elizabeth. "Navstar: GPS Satellite Network". Space.com. http://www.space.com/19794-navstar.html. Erişim tarihi: 14 Şubat 2013. 
  13. ^ Jerry Proc. "Omega". Jproc.ca. http://www.jproc.ca/hyperbolic/omega.html. Erişim tarihi: 8 Aralık 2009. 
  14. ^ "Why Did the Department of Defense Develop GPS?". Trimble Navigation Ltd.. 18 Ekim 2007 tarihinde özgün kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20071018151253/http://www.trimble.com/gps/whygps.shtml#0. Erişim tarihi: 13 Ocak 2010. 
  15. ^ "Charting a Course Toward Global Navigation". The Aerospace Corporation. 3 Eylül 2013, 01:01:18 tarihinde özgün kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20021101215923/http://www.aero.org/publications/crosslink/summer2002/01.html. Erişim tarihi: October 14, 2013. 
  16. ^ "Overview Of The Global Positioning System And Current Or Planned Augmentations: Origins And Development Of The NAVSTAR GPS Program". National Academy of Sciences. http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4920&page=145. Erişim tarihi: 14 Ocak 2010. 
  17. ^ "A Guide to the Global Positioning System (GPS) — GPS Timeline". Radio Shack. http://support.radioshack.com/support_tutorials/gps/gps_tmline.htm. Erişim tarihi: 14 Ocak 2010. 
  18. ^ "SECOR" (İngilizce) (PDF). NASA, ntrs.nasa.gov. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660002550_1966002550.pdf. 
  19. ^ "SECOR Chronology". Mark Wade's Encyclopedia Astronautica. http://www.astronautix.com/craft/secor.htm. Erişim tarihi: 16 Ekim 2013. 
  20. ^ "MX Deployment Reconsidered." Erişim: 7 Haziran 2013.
  21. ^ Michael Russell Rip, James M. Hasik (2002). The Precision Revolution: GPS and the Future of Aerial Warfare. Naval Institute Press. ss. 65. ISBN 1-55750-973-5. http://books.google.com/?id=mB9W3H90KDUC. Erişim tarihi: 14 Ocak 2010. 
  22. ^ "ICAO Completes Fact-Finding Investigation". http://www.icao.int/cgi/goto_m.pl?icao/en/trivia/kal_flight_007.htm. Erişim tarihi: September 15, 2008. 
  23. ^ "United States Updates Global Positioning System Technology". 3 Şubat 2006. http://www.america.gov/xarchives/display.html?p=washfile-english&y=2006&m=February&x=20060203125928lcnirellep0.5061609. 
  24. ^ "GPS & Selective Availability Q&A". [1]. http://ngs.woc.noaa.gov/FGCS/info/sans_SA/docs/GPS_SA_Event_QAs.pdf. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2010. 
  25. ^ "GPS Modernization". 14 Mart 2013. http://www.space.commerce.gov/gps/modernization.shtml. Erişim tarihi: 19 Ekim 2013. 
  26. ^ E. Steitz, David. "NATIONAL POSITIONING, NAVIGATION AND TIMING ADVISORY BOARD NAMED". http://www.nasa.gov/home/hqnews/2007/mar/HQ_07071_National_PNT_Advisory_Board.txt. Erişim tarihi: 22 Mart 2007. 
  27. ^ GPS Wing Reaches GPS III IBR Milestone InsideGNSS, 10 Kasım 2008
  28. ^ "GPS almanacs". http://www.navcen.uscg.gov/?pageName=gpsAlmanacs. 

Ek okumalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons'ta
GPS ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunmaktadır.