Geocaching-103 GPS nedir?

Daha önceki yazıda GPS alma kararımdan bahsetmiştim bu yazıda da GPS ile ilgili daha teknik bilgiler bulabileceksiniz. Eğer GPS alacaksanız bu bilgiler faydalı olacaktır..

GPS Nedir?

Küresel konumlama sistemi (Global Positioning System), Amerika Birleşik Devletleri tarafından ilk olarak askeri amaçlı olarak Dünya yörüngesine yerleştirilen 24 farklı uydunun, L1 ve L2 olarak bilinen iki farklı radyo sinyali göndermeleri ve bu sinyallerin gezici yer istasyonları tarafından değerlendirilmesi ile konum bilgisinin hesaplanması için kullanılması temeline oturmuş sistemdir. Sivil kullanıcılar sadece L1 sinyalini konum hesaplamak için kullanabilirken, L2 sinyali üzerinde taşınan daha zengin içerik ise sadece askeri amaçlı olarak kullanılmaktadır.  

Bu amaçla kullanılan tek sistem GPS midir?

HAYIR!… Küresel konumlama sistemi (Global Positioning System – GPS) uydu destekli bir sistem olduğu için, alternatif sistemler olarak ilk önce uydu destekli sistemlerden bahsetmekte fayda var. GPS, Amerika Birleşik Devletleri tarafından yürütülen bir proje iken, Rusya, Çin Halk Cumhuriyeti ve Avrupa Birliğinin de benzer uydu destekli konumlandırma sistemleri bulunmaktadır. “Ulusal Güvenlik” bahanesi ile Dünyanın herhangi bir bölgesinde, sivil amaçlı olarak kullanılıyor olsa da GPS uydularının verdiği sinyaller Amerikan Ordusu tarafından kesilebilmekte, gönderilen sinyallerdeki veriler karıştırılabilmekte, bulunulan konumdan çok daha farklı bir noktadaymış gibi sinyal alıcıların yanlış koordinat hesaplamaları sağlanabilmektedir. Uydu destekli konumlama sistemlerinde, GPS e rakip olarak, sivil amaçlı olarak da kullanılabilen sistem GLONASS’dır. GLONASS, Rusya tarafından yürütülen ve sivil amaçlı olarak da kullanılabilen bir uydu bazlı konumlama sistemidir. “Global Navigation Satellite System” kelimelerinin baş harflerinin bir kısmı kullanılarak oluşturulmuş kısaltması bazı kaynaklarda GLNS, GLONAS, GLONASS olarak da anılır. Bu sistem de tıpkı GPS sisteminde olduğu gibi bazı durumlarda “Ulusal Güvenlik” nedeniyle sinyal bozulmasına maruz kalabilmektedir.

Avrupa Birliği tarafından yürütülen ve yapılan açıklamalarda “Ulusal Güvenlik” kaygısının güdülmeyeceği ve savaş halinde dahi sinyal vermeye devam edeceği söylenen “Galileo” Projesi devam etmektedir. 2010 yılı sonunda kullanılması düşünülen sistem, 30 uydunun Dünya yörüngesine yerleştirilmesi ile kullanılmaya başlayacak

Neden uydu destekli konumlama sistemlerine hep GPS deniyor?

Bu soru Gillette->Jilet, Jeep->Cip durumuyla açıklanabilir. İlk olan GPS kullanımı olduğu için, GPS tüm sistemlerin ortak adıymış gibi anılmaya başlamıştır. Aslında sivil amaçlı GPS üretici firmalarının ürünlerinde son zamanlarda GLONASS düzeltmesi kullanıyor olsalar dahi, GPS sistemini ön planda markalarıyla özdeş bir kelime gibi kullanmalarından kaynaklı bir sonuç. El tipi GPS cihazlarının çoğunda, mühendislik amaçlı üretilen özel GPS cihazlarının hemen hemen hepsinde GLONASS desteği var olmasına rağmen hep GPS ön planda tutulur. Kamuoyu beklentisi de bu yöndedir.

Harita bilgileri de sinyallerle mi iletilir?

Birçoğunuz bunu okuduğunuzda “o kadar da değil. Bunu kim sorar?” diyebilirsiniz. Ama soranlar var. Bizim de burada bu konuyla ilgili bir açıklama yapmak için sorularla devam eden yazı şeklimizde bu soruyu sorarak açıklama yapmak en doğrusu olacaktır. GPS sinyalleri sadece değerlendirilerek koordinat çiftlerine dönüştürülebilir veriyi taşırlar. Koordinat bilgisi hesaplandıktan sonra altlık olarak, kullanılan cihazla birlikte gelen yazılımın kabiliyetleri ve verinin güncelliği çerçevesinde, hesaplanan koordinat bu veri üzerinde gösterilir. Birçoğumuz için anlamsız olan koordinat çifti, harita altlığı üzerinde gösterildiğinde anlamlı hale gelir.

Çizgilerden ve noktalardan oluşan harita verisinin yanı sıra, kendi ürettiğimiz veya üretici-dağıtıcı firma tarafından kullandığımız cihaza yüklenmiş POI (Points of Intrest) noktaları sayesinde veya bizim eklediğimiz noktalar sayesinde de hem o anda hangi noktada olduğumuzu harita üzerinden, hem de ulaşmak istediğimiz noktaya ne kadar kaldığını da bu noktalar aracılığıyla hesaplayabiliriz. Bu sayede en yakın akaryakıt istasyonuna 5 km kaldığını, son kamp yapılan yerden 250 km uzaklaşıldığını, tırmanış öncesindeki son kamp noktasına ulaşmak için 1,4 km kaldığını takip edebilir, planlama yapabiliriz. Bu mesafenin standart GPS cihazlarında kuş uçuşu olduğunun unutulmaması gerekir. Navigasyon yeteneğine sahip el tipi GPS cihazları veya araç içi navigasyon cihazlarında ise kuş uçuşu mesafe yerine, harita verisi de kullanılarak hesaplanmış, gerçeğe en yakın, her bir kırık mesafe toplanarak hesaplanmış mesafeye ulaşılabilir.

Hesaplanan koordinat bilgisi ne kadar doğru? Hassasiyet ve Doğruluk aynı kavramlar mı?

Üreticilerin standart olarak verdiği, el tipi GPS cihazlarıyla ilgili koordinat doğruluğu bilgisi +- 15 m dir. Ancak bu değer her zaman, her şart altında doğru değildir. Örneğin el tipi GPS cihazı ile yüksek gerilim hattına yakın bir noktada koordinat almaya çalışıyorsanız, çok dar bir gökyüzü görüşüne sahip bir noktadaysanız (dar bir sokak, iki kaya arası, vadi..), vb.. atmosferik ve efemeris değerlere de bağlı olarak koordinat doğruluğunuz değişebilir. Hatta kilometrelere kadar varan farklar oluşabilir.

• GPS cihazlarının ekranlarında hassasiyet bilgisi gösterilir. Madem hassasiyet bilgisi hesaplanabilir bir değerse, tam doğru koordinata erişebilir miyiz?
• Hayır.

Çünkü hassasiyet kavramı, elde edilen veya hesaplanan değerlerin birbirleri ile olan ilişkileri, bir nevi elde edilen değerlerin tamamının ortalamasına, hesaplanan son değerin uzaklığı şeklinde en basit şekilde tanımlanabilir. Son hesaplanan değer, ortalamaya çok yakın olmasına rağmen, doğru değerden çok uzak olabilir. Bir değer doğru fakat hassas olmayabilir, hassas fakat doğru olmayabilir.

Doğruluk bilgisini düşürmek mümkün mü?

Yer istasyonlarından gönderilen düzeltme sinyalleriyle +- 15 m doğruluk değerini düşürmek mümkündür. Amerika için WAAS, Avrupa için ise EGNOS sistemleri sayesinde bu değeri +-3 m doğruluğa düşürmek mümkündür. El tipi GPS cihazlarının birçoğu WAAS / EGNOS düzeltmelerine uyumlu olarak çalışmaktadır.

GPRS ile GPS aynı şey mi?

Bilenler belki de abarttığımızı düşüneceklerdir ancak yıllardır sorulan bu soruyu burada tekrar yanıtlamak isterim. Sorunun cevabı birçoğumuzun bildiği gibi HAYIR dır. GPRS, 2. nesil GSM şebekelerinde veri aktarımı için kullanılan bir tekniktir. GPS verileri GPRS ile taşınarak farklı uygulamalar geliştirilebilmektedir. Örneğin araç takip sistemlerinde, GPS ünitesi tarafından hesaplanan koordinat bilgisi, ascii veri setleri halinde değerlendirme yazılımının bulunduğu sunucuya GPRS ile aktarılır.

GPS kullanımı ücretli mi?

Herhangi bir abonelik bedeli ödemeden dinleyebildiğiniz radyo istasyonlarında olduğu gibi, el tipi veya mühendislik amaçlı olarak kullandığınız profesyonel GPS alıcılarını kullanmaktan dolayı herhangi bir yere abonelik bedeli ödemezsiniz. Bazı kişiler, kullanım ücretinin bulunduğunu düşünülerek GPS sistemlerine karşı bir önyargıyla yaklaşabilirler. Ancak sadece bir GPS alıcısı temin etmeniz yeterlidir.

GPS nerelerde çalışır?

GPS, sadece üretici firma tarafından veya 3. parti bir destekleyici tarafından geliştirilmiş harita altlıklarının kapsadığı alanda çalışmaz. GPS her yerde çalışır. Tunceli’ye yaptığımız son gezimizde, elimizdeki GPS cihazlarını gören kişilerin meraklı bakışları bir süre sonra ortak bir soruda birleşti ve “Tunceli’de bu cihazlar çalışıyor mu? Ne zamandan beri kullanılabiliyor?” sorularına dönüştü. Harita altlığı sadece hesaplanan koordinat bilgisini anlamlandırma desteği olarak kullanılır. Sinyalin değerlendirilmesinde, navigasyon cihazlarının yol ortasında nokta kaydırma fonksiyonu dışında bir amaçla kullanılmaz. Dünyanın her yerinde GPS cihazlarıyla koordinat kaydedebilir, rotanızı bu noktalar yardımıyla oluşturabilir, geçtiğiniz yoldan geri dönmek için bu cihazlara güvenebilirsiniz.

Daha Fazla Bilgi
Konuyla ilgili daha detaylı bilgi almak isterseniz, Prof. Dr. Turgut Uzel, Doç. Dr. Halil Erkaya ve Yrd. Doç. Dr. Gürsel Hoşbaş’ın da katılımıyla hazırlanan dokümana bu bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Yazı: Hasan Nokay (Yük. Harita Mühendisi) Teşekkürler Hasan Nokay

Bu seferki dersimiz biraz daha teknik içerikli oldu.  Tekrardan görüşmek üzere… Geocaching 104 devam etmek için