Gps Nedir
GPS nedir?
GPS nedir?
GPS, uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek dünya üzerindeki kesin konumu belirlemeyi mümkün kılan bir uydu sistemidir. Bunu tüm dünyanın çevresini saran uydu ağını kullanıp, uydular arasındaki mesafelerden yola çıkarak yapar. Dünya çevresinde dolaşan GPS uydusu 24 adettir ve bahsi geçen bu uyduların 18’i çalışır durumdadır. Açılımı Global Positioning System olan GPS, günümüzde akıllı telefon, saat hatta araçlara kadar pek çok cihazda bulunur. Bu sayede ise bir noktadan başka bir noktaya ulaşmak artık çok daha kolay hale gelmiştir.
Önceleri tamamen askeri amaçlar için kurulmuş olan bu sistem, Amerika Birleşik Devletleri tarafından geliştirilmiştir. Haritadaki anlık konumu gösteren GPS cep telefonları, akıllı saatler ve navigasyon cihazlarında kullanılır. Özellikle GPS’i cep telefonunuzda kullanabilmek için harita bilgisini yüklemeniz gerekmektedir.
GPS nasıl çalışır?
GPS, konum, yükseklik ve hız hesaplamak için kullanılan trilaterasyon tekniği ismi verilen bir teknikle çalışır. Bu teknik konum bilgilerine ulaşabilmek için uydulardan gelen sinyalleri toplar.
Dünya üzerinde çalıştırılan herhangi bir GPS cihazının bulunması için dünyanın yörüngesinde bulunan GPS uydularının sinyaller göndermesi gerekmektedir. GPS alıcısı uydulardan gelen sinyaller sonrası çalıştırılır ve bu bilgiler ile dünya üzerindeki konum hesaplanabilmektedir. GPS cihazının konumu hesaplayabilmesi için en az 4 GPS uydusu sinyaline ihtiyacı vardır.
GPS hangi alanlarda kullanılır?
Askeri amaçlarda kullanılmak üzere kurulmuş olan GPS sistemi, günümüzde pek çok alanda karşımıza çıkıyor. Navigasyon yani adres tarifi, arama – kurtarma, harita yapımı, askeri kuruluşlar, konum tespiti gibi alanlarda kullanılabiliyor. Bizler günlük yaşantımızda GPS’i daha çok adres tarifi yani harita üzerinde yer alan belirli bir konuma ulaşmak amacıyla kullanıyoruz.
GPS sayesinde navigasyon (seyir) hizmeti alarak, yolculuklarınızda yön bulmayı çok kolaylaştırmanız mümkündür. Navigasyon cihazları GPS uydu sistemine bağlanarak yerinizi tespit eder ve dolayısıyla seyahatiniz boyunca size en uygun yolu belirler ve görüntüler. Yeni nesil pek çok cep telefonu modelinde GPS navigasyon sistemi bulunmaktadır. Cep telefonlarındaki bu sistemi kullanmak operatöre bağlı bir konu değildir ve operatörün kapsama alanında değilken bile GPS navigasyon erişilebilir durumda olabilir. Cep telefonu üzerinden GPS kullanımı ücretsiz servislerin yanı sıra ücretli servisleri de kapsayabilir. Bu durum, lokasyona bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bazen operatör firmalar yine bu sistem üzerinden SMS olarak bilgilendirici hizmetler de verebilmektedir.
GPS Nedir ve Nasıl Çalışır?
GPS (Global Positioning System; Küresel Yer Belirleme Sistemi ya da Küresel Konumlandırma Sistemi), düzenli olarak kodlanmış bilgi yollayan bir uydu ağıdır ve uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki kesin yeri tespit etmeyi mümkün kılar.
Bu sistem, ABD Savunma Bakanlığı’na ait, yörüngede sürekli olarak dönen 24 uydudan oluşur. Bu uydular çok düşük güçlü radyo sinyalleri yayarlar. Yeryüzündeki GPS alıcısı, bu sinyalleri alır. Böylece konum belirlenmesi mümkün olur.
Bu sistemin ilk kuruluş hedefi tamamen askeri amaçlar içindi. GPS alıcıları yön bulmakta, askeri çıkartmalarda ve roket atışlarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Ancak, 1980’lerde GPS sistemi sivil kullanıma da açılmıştır.
* 1 Uygulama alanları
* 2 GPS Sistemi
o 2.1 Uzay Bölümü
o 2.2 Kontrol Bölümü
o 2.3 Kullanıcı Bölümü
* 3 Kaynakça
Uygulama alanları
Askeri: GPS cruise 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 bir çok alanda gps uygulamalarından yararlanmaktadır.Örnek olarak komando birlikleri intikal, travers, arazide yön bulma gibi bir çok alanda gpsten faydalanmaktadır.
Sivil GPS alıcılarına füze yapma amaçlı kullanılmamaları için 18 km yükseklik ve 450km/s hız gibi limitler getirilmiştir.Araştırma: En pahalı GPS alıcıları haritacılar tarafından sınırların, yapıların, harita işaretlerinin konum tespiti ve yol yapım çalışmaları için kullanılmaktadır.
Görsel 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 senkronizasyon sistemi referans saat kaynağı olarak GPS’i kullanmaktadır. GPS sistemi UTC ve GMT’den farklı olarak kendi uyduları üzerindeki atomik saatleri kullanmaktadır. Bunlar 6 Haziran 1980’de sıfırlanmışlar, ve artık saniyeleri düzeltmesi yapılmadığı için UTC’den 14 saniye ileridedirler. Bu nedenle periyodik olarak GPS alıcılarına UTC saat bilgisi gönderilir.
GPS Sistemi
GPS sinyallerinin üretilmesi
NAVSTAR sistemi, uzay bölümü (uydular), kontrol bölümü (yer istasyonları) ve kullanıcı bölümünden (GPS alıcısı) oluşur.
Uzay Bölümü
Uzay bölümü, en az 24 uydudan (21 aktif uydu ve 3 yedek) oluşur ve sistemin merkezidir. Uydular, “Yüksek Yörünge” adı verilen ve dünya yüzeyinin 20.200 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar fazla yükseklikte bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman 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 Bölümüne aittir.
Uyduların her biri, iki değişik frekansta ve düşük güçlü radyo sinyalleri yayınlamaktadır. (L1, L2) Sivil GPS alıcıları L1 frekansını (UHF bandında 1575,42 Mhz), ABD Savunma bölümü alıcıları L2 (1227,60 Mhz) frekansını dinlemektedirler. Bu sinyal “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 ionosferik gecikme bilgisini içerir. Uydu sinyalleri çok güvenilir atom saatleri kullanılarak zamanlanır.
Kontrol Bölümü
Adından anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır.(Hawai,Kwajalein,Colorado Spring(Ana merkez),Ascension adaları 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
Kullanıcı bölümü yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kişi, sistemin kullanıcı bölümüne dahil olur. Genellikle intikal yapan komando birlikleri tarafindan kullanilir.
Kaynakça:
http://tr.wikipedia.org/wiki/GPS
(İngilizce) GPS dispatch systems
MAPIST – Magellan GPS/Türkiye
Günlük hayatta sürekli karşına çıkan GPS nedir, detaylıca öğrenmek ister misin? Cevabın evetse A'dan Z'ye ele aldığımız GPS konusunu bu yazıda bulabilirsin.
Türkçesiyle Küresel Konumlandırma Sistemi'ni, yani GPS'i çalıştıran gökyüzündeki donanım çoğumuz için bir gizemdir. Bununla birlikte, sürekli olarak gelişen ve hayatımızdaki yer artan GPS sistemi hakkında yakında çok daha fazla şey öğreneceğimiz kesin. Sonuçta, neden günümüzün tüm harika konum tabanlı servislerini mümkün kılan sistem hakkında daha fazla bilgi edinmeyelim ki? GPS, hemen hemen her akıllı telefonda mevcut olduğu için her gün, günlük kullanımımızın bir parçası haline gelmiş durumda. Şimdi gelin, GPS nedir, ne işe yarar ve nasıl çalışır, hep birlikte öğrenelim.
GPS Nedir, Ne İşe Yarar?
Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS açılımı: Global Positioning System) olarak da bilinen GPS, minimum 24 uydudan oluşan uydu tabanlı bir sistemdir. Bu uydular, Dünya yörüngesinde yaklaşık 20.000 km yükseklikte yer alır. Hava koşullarından bağımsız olarak dünya genelinde 7 gün 24 saat çalışır. Ayrıca kullanmak için herhangi bir kurulum ücreti veya abonelik ücreti talep etmez. GPS, aşağıdaki üç parçalı bileşenlerden oluşur:
- Uydular: Takımyıldızdaki yıldızlar gibi hizmet ederler.
- Yer istasyonları: Uyduları izler ve kontrol ederler. Yer istasyonları da konumlarını belirler.
- Alıcılar: Alıcılar sürekli olarak uydulardan gelen sinyalleri dinler. Son derece gelişmiş olan bu alıcılar, tam konumu bir inçten daha küçük bir oranda tanımlayabilir.
GPS Tarihçesi
Kuzey Amerika'da kullanılan küresel pozisyon sistemi ABD Savunma Bakanlığı tarafından başlatıldı. GPS tarihi, 1973'teki ilk GPS uydusuna kadar uzanıyor. Tabii o zamanlar sivil GPS alıcıları yoktu. Bu sistem, 1980'lere kadar halka açık hale gelmedi. Ve o zaman bile, kapsamı sınırlıydı. Sistem, 1995 yılına kadar 24 uydunun tamamıyla tam olarak işlevsel değildi. Ivan Alma, Gladys West, Brad Parkinson ve Roger Easton, GPS'i icat etmeleriyle tanınırlar. Bu sistemi oturtmak, kesinlikle bir grup çalışması ve çok fazla teknoloji gerektiriyordu. Sistemi bugünkü haline getirmek için yol boyunca pek çok bilim adamı katkıda bulundu. Aslında GPS fikri dolaylı olarak Rus uyduları sayesinde oluştu. ABD, Rusya'nın Sputnik uydusunu izliyordu. Yazımızın ilerleyen kısımlarında da değineceğimiz Doppler Etkisine dayanarak uydunun hareketlerini tahmin edebileceklerini keşfettiler. Bu, uydunun yaydığı radyo sinyallerindeki kaymalar sayesinde oldu. Daha fazla test sonucunda denizaltıların hareketini izlemek için de aynı bir teknolojiyi kullanabileceklerini keşfettiler. Bu bilgiyle donanmış Savunma Bakanlığı, hemen bir navigasyon sistemi oluşturmaya başladı. Bu aynı zamanda ilerleyen yıllarda güvenilir bir takip sistemi olarak da hizmet edecektir. Zamanlamalı ve menzilli ilk navigasyon sistemi oluşturuldu ve NAVSTAR GPS uydusu, 1978'de fırlatıldı.
GPS Nasıl Çalışır?
GPS, "trilaterasyon" adı verilen bir teknikle çalışır. Konum, hız ve yüksekliği hesaplamak için kullanılan trilaterasyon, konum bilgilerini çıkarmak için uydulardan sinyaller toplar. Bu kavram, genellikle mesafeleri değil açıları ölçmek için kullanılan üçgenleme ile karıştırılır. Dünya yörüngesindeki uydular, dünya yüzeyinde veya yakınında bulunan bir GPS cihazı tarafından okunmak ve yorumlanmak üzere sinyaller gönderir. Konumu hesaplamak için bir GPS cihazının en az dört uydudan gelen sinyali okuyabilmesi gerekir. Ağdaki her uydu günde iki kez dünyayı çevreler ve her uydu benzersiz bir sinyal, yörünge parametreleri ve zaman gönderir. Herhangi bir anda, bir GPS cihazı altı veya daha fazla uydudan gelen sinyalleri okuyabilir. Tek bir uydu, bir GPS cihazı tarafından alınan ve GPS sensörü ile uydu arasındaki mesafeyi hesaplamak için kullanılan bir mikrodalga sinyali yayınlar. Bir GPS cihazı sadece bir uyduya olan uzaklığı hakkında bilgi verdiği için tek bir uydu çok fazla konum bilgisi sağlayamaz. Uydular açılar hakkında bilgi vermez, bu nedenle bir GPS cihazının konumu, bir kürenin yüzey alanının herhangi bir yerinde olabilir. Bir uydu sinyal gönderdiğinde, GPS cihazından uyduya ölçülen yarıçaplı bir daire oluşturur. İkinci bir uydu eklediğimizde, ikinci bir daire oluşur ve konum, dairelerin kesiştiği iki noktadan birine daraltılır. Üçüncü bir uydu ile, cihaz üç dairenin kesiştiği noktada olduğu için nihayet konum belirlenebilir hale gelir. Bununla birlikte, üç boyutlu bir dünyada yaşadığımız için her uydunun bir daire değil bir küre ürettiğini söylememiz daha doğru olur. Üç kürenin kesişimi iki kesişme noktası oluşturur, bu nedenle de konum algılamada Dünya'ya en yakın nokta seçilir.
GPS Hakkında İlginç Bilgiler
1. GPS'in orijinal fikri, LORAN ve Decca Navigasyon Sistemi'ne dayanır. Her ikisi de 2. Dünya Savaşı sırasında uzun menzilli gemi ve uçak navigasyonuna yardımcı olmak için kullanıldı.
2. Gökyüzündeki 31 GPS uydusu ABD'ye aittir. Her GPS uydusu, her 12 saatte bir dünya yörüngesinde döner.
3. GLONASS, GPS'in Sovyet versiyonudur ve 24 uydudan oluşur. Dünyadan 19.000 kilometre yükseklikte daha hızlı bir yörüngededirler ve 11 saatte bir dünya yörüngesinde dönerler.
4. Doppler Etkisi, GPS'de kullanılan temel ilkedir. GPS uydularından gelen sinyal frekansındaki değişiklikler, konumların ve hızın belirlenmesine yardımcı olur. Her şey belirli bir hızda iletilir - ışık ve ses gibi. Başka bir deyişle biri sana doğru koşuyorsa ve sana bir top attıysa, gelen topun hızı, onların hızı + ellerinden çıkan topun hızına eşittir. Eğer senden kaçarak sana bir top fırlatıyorlarsa, topun hızı = top hızı – onların hızı şeklinde bir formül oluşur. Bu, Einstein'ın Görelilik Teorisi'nin temelidir, zira bunu ışık hızıyla kanıtlamıştır.
5. GPS gelmeden önce donanma navigasyon sistemi kullanılıyordu. Hızlı bir navigasyon sistemine olan ihtiyaçları, onları uyduları kullanan navigasyon sisteminin mümkün olup olmadığını düşünmeye zorladı.
6. 1983'te Sovyetler Birliği, Kore Havayolları uçuşunu Sovyet hava sahasında hareket ederken düşürdü. Bu olay, Ronald Reagan'ın GPS'e ücretsiz erişim sağlamasına neden oldu.
7. Sovyetler Birliği 1957'de Sputnik'i fırlattığında, iki Amerikalı fizikçi uydunun sinyal iletimini izlemeye başladı. Doppler etkisi ile yörüngesindeki uyduyu belirleyebileceklerini anladılar.
8. Önceleri GPS'in adı Navstar'dı. İlk Navstar uydusu 1978'de fırlatıldı. Tamamen inşa edilmiş ilk uydu ise 1989'da açıldı.
9. GPS, 1996 yılında otomobillerde kullanılmaya başlandı.
10. GPS'in yalnızca navigasyonla ilişkili olduğunu düşünüyorsan bir hayli yanılıyorsun. GPS'i en doğru zamanı belirlemek için de gayet kullanabilirsin. Her uydu, GPS'in doğru zamanı iletmek için kullanabileceği zaman sinyallerine ve atomik saatlere sahiptir. Bu süre GPS işlevi için kritik öneme sahiptir ve ona, yer alıcı cihaza mesafesini ve konumunu hesaplama yeteneği sağlar.
11. Bir adam, adı 'Ev Gibisi Yok' olan bir çift ayakkabı icat etti. Ayakkabının topuklarını üç kez birbirine vurduğunda otomatik olarak onu eve götüren yerleşik GPS'leri var.
12. GPS teknolojisi için mevcut dünya pazarı yaklaşık 2 milyar doların üzerindedir. Önümüzdeki on yıl içinde 30 milyar doların üzerine çıkması bekleniyor.
13. Akıllı telefon kullanıcılarının %74'ünden fazlası gerçek zamanlı konum elde etmek için GPS kullanıyor.
14. Diğer cep telefonlarının konumunu paylaşmak ve izlemek için telefonun GPS koordinatlarını kullanabilirsin.
Ayrıca giyilebilir teknoloji ile ilgili son trendleri konu aldığımız yazının bağlantısını da buraya bırakmış olalım. Meraklılarına duyurulur!