GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi; Küresel Konumlandırma Sistemi veya Küresel Konumlandırma Sistemi)Uydulara olan mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki tam konumu belirlemeyi mümkün kılan, düzenli olarak şifrelenmiş bilgi ileten bir uydu ağıdır.
Bu sistem, ABD Savunma Bakanlığı’nın kalıcı yörüngede bulunan 24 uydusundan oluşuyor. Bu uydular çok düşük güçlü radyo sinyalleri yayarlar. Yerdeki bir GPS alıcısı bu sinyalleri alır. Böylece yer tespiti yapılabilmektedir.
Bu sistemin ilk amacı tamamen askeri amaçlardı. Navigasyon, askeri iniş ve füze fırlatmaları için tasarlanmış GPS alıcıları. Ancak 1980’lerde GPS sivil kullanıma da açıldı.
* 1 uygulama alanı
* 2 Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS)
o 2.1 Boşluk bölümü
o 2.2 Gözetim Bölümü
o 2.3 Kullanıcı bölümü
* 3 Kaynakça
Uygulama kapsamı
Askeri: GPS seyir füzelerinde (kıtalararası füzeler) ve hassas güdümlü füzelerde kullanılır. Ayrıca balistik füzelerde fırlatma konumunu daha doğru hesaplamak için kullanılır. Ayrıca, ABD nükleer patlama izleme sisteminin önemli bir parçası olan GPS uyduları, nükleer patlama detektörlerini içerir.
Türk Silahlı Kuvvetlerinde izlediği savunma politikasına paralel olarak GPS uygulamalarını pek çok alanda kullanmaktadır, örneğin komando birlikleri sahada mevzilenme, seyrüsefer, yön bulma gibi birçok alanda GPS’ten faydalanmaktadır.
Sivil GPS alıcılarının füzelerde kullanılmaması için 18 km irtifa ve 450 km/s hız gibi sınırlamalar getirildi.
Araştırma: Haritacılar, sınırları, yapıları, harita işaretlerini bulmak ve yollar oluşturmak için en pahalı GPS alıcılarını kullanır.
Görme engelliler için: 1980’li yılların sonunda hayata geçirilen Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) ile “MoBIC, Drishti, Brunel Görme Engelliler İçin Navigasyon Sistemi, NOPPA, BrailleNote GPS ve Trekker” adlı projelere başlandı.
Havacılık: GPS, diğer navigasyon cihazlarının yanı sıra uçaklarda da kullanılır. Bazı şirketler, yolcuların taşınabilir GPS alıcılarını kullanmasına izin vermemektedir.
Referans saat: Birçok senkronizasyon sistemi, referans saat kaynağı olarak GPS kullanır. Eşgüdümlü Evrensel Saat (UTC) ve Greenwich Ortalama Saatinden (GMT) farklı olarak GPS, uydularında atomik saatler kullanır. 6 Haziran 1980’de sıfırlandı ve artık saniye için düzeltme olmadığı için UTC’den 14 saniye ileride. Bu nedenle UTC zaman bilgisi periyodik olarak GPS alıcılarına gönderilmektedir.
GPS sistemleri
GPS sinyalleri oluştur
NAVSTAR sistemi, uzay sektörü (uydular), kontrol sektörü (yer istasyonları) ve kullanıcı sektöründen (GPS alıcısı) oluşur.
Uzay departmanı
Uzay bölümü en az 24 uydudan (21 aktif ve 3 yedek) oluşur ve sistemin merkezini oluşturur. Uydular, Dünya yüzeyinden 20.200 km yükseklikte, “yüksek yörünge” adı verilen bir yörüngede bulunur. Bu yükseklikteki uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptir ve yerdeki GPS alıcısı her zaman en az 4 uyduyu görebilecek şekilde konumlanmıştır.
Uydu saatte 7.000 mil hızla hareket ediyor ve 12 saatte Dünya etrafında bir devrim yapıyor. Güneş enerjisi ile çalışır ve en az 10 yıl kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Ayrıca güneş kesintilerine (güneş tutulmaları vb.) karşı yedek pillere ve yörünge düzeltme için küçük ateşleyici roketlere sahiptir.
GPS projesi 1978 yılında ilk uydunun fırlatılmasıyla başladı. 24 uydudan oluşan ağ 1994 yılında tamamlandı. Projenin devamı ve geliştirilmesi için gereken bütçe ABD Savunma Bakanlığı’na ait.
Uyduların her biri iki farklı frekansta düşük enerjili radyo sinyalleri yayınlıyor. (L1, L2) Sivil GPS alıcıları L1 frekansını (UHF bandında 1575.42MHz), ABD Savunma Bakanlığı alıcıları L2 frekansını (1227.60MHz) dinler. Bu sinyal görüş hattını “görüş hattında” ilerletir. Yani bulutlardan, camdan ve plastikten geçebilir, ancak duvar ve dağ gibi katı nesnelerden geçemez.
GPS sinyalleri binalardan yansıtıldığı için kentsel alanlarda hassasiyeti araziye göre daha düşüktür. Yer altına kazılan tünellerde sinyal alınamıyor. Yanlış sinyal alınabilen veya sinyal alınamayan alanlarda kullanılmak üzere geliştirilmiş olan diferansiyel global pozisyonlama sistemi ile bu hatalar azaltılarak daha doğru bir lokasyon ölçümü yapılabilmektedir.
Daha iyi anlamak için L1 frekansını bildiğimiz radyo istasyonunun sinyalleri ile karşılaştırmak istersek; FM radyo istasyonları 88 ve 108MHz arasında yayın yaparken, L1 1575.42MHz kullanır. Ayrıca, GPS uydu sinyallerinin gücü çok düşüktür. FM radyo sinyallerinin gücü 100.000 watt, L1 sinyal gücü ise 20-50 watt arasındadır. Bu nedenle, GPS uydularından net sinyaller almak için net bir görüş alanı gerekir.
GPS uyduları tarafından gönderilen elektromanyetik dalgalar atmosferden geçerken bükülür. L1 ve L2 bantları farklı dalga boylarına sahip olduklarından ve farklı oranlarda büküldüklerinden, sapma hesaplanarak ve atmosferik bozulma önlenerek en doğru konum bilgisi hesaplanabilir. Yalnızca L1 bandı kullanılarak 98 m (diferansiyel GPS ile bile). Hassasiyet elde edilebilirken, L1 ve L2 bantlarının ortak kullanımı ile 1 metrenin altındaki hassasiyete ulaşmak mümkündür.
Her uydu, karasal alıcının sinyalleri tanımlamasına izin veren iki sözde rasgele özel kod (kodlanmış bir rasgele kod) yayınlar. Bunlar korumalı P kodu ve yaklaşım/edinme kodudur (C/A kodu). P kodu karıştırılarak izinsiz sivil kullanımın önüne geçilir ve bu olay Anti-Spoofing olarak adlandırılır. P sembolüne verilen bir diğer isim de “P(Y)” veya kısaca “Y” sembolüdür.
Bu sinyallerin temel amacı, yerdeki bir alıcının, sinyalin varış zamanını ölçerek bir uyduya olan mesafeyi hesaplamasını sağlamaktır. Uyduya olan mesafe, sinyalin varış zamanının hızıyla çarpımına eşittir. Sinyaller için kabul edilen hız ışık hızıdır. Bu gelen sinyal, uydu yörünge ve zaman bilgilerini, genel sistem durum bilgilerini ve iyonosferik gecikme bilgilerini içerir. Uydu sinyalleri, son derece güvenilir atomik saatler kullanılarak zamanlanır.
gözetim departmanı
Adından da anlaşılacağı gibi, kontrol bölümü sürekli olarak GPS uydularını izleyerek doğru yörünge ve zaman bilgileri sağlar. Dünyada 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır (Hawaii, Kwajalein, Colorado Springs (HQ), Ascension ve Diego Garcia Islands) dördü insansız, biri insanlı HQ. Drone kontrol merkezleri topladıkları bilgileri ana merkeze geri gönderir. Ana merkezde bu bilgiler değerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir.
Kullanıcı bölümü
Kullanıcı kısmı yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak konumunu belirlemek isteyen herkes sistemin kullanıcı kısmına dahil edilmiştir. Genellikle konuşlandırılmış komando birimleri tarafından kullanılır.
Kaynak:
http://tr.wikipedia.org/wiki/GPS
(İngilizce) GPS İletim Sistemleri
HARİTAİST – Magellan GPS / Türkiye
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]