GPS (Global Positioning System)
Bilindiği üzere teknoloji her zaman önce askeri ihtiyaçlardan dolayı doğmaktadır. GPS sistemi de, ABD ordusunun ihtiyacından dolayı oluşturulmuş bir sistemdir. GPS Nedir ve Nasıl Çalışır başlıklı bu yazımızda GPS sisteminin çalışma prensibini tam olarak anlayacaksınız.
Bu sistemde dünya yörüngesinde dönen 24 uydunun beraber çalışmasıyla kurulmuş bir sistemdir. Sistem ayrıca NAVSTAR (Navigation System for Timing and Ranging – Zaman ve Mesafe Tayini için Navigasyon Sistemi) olarak da bilinmektedir.
Bilindiği üzere teknoloji her zaman önce askeri ihtiyaçlardan dolayı doğmaktadır. GPS sistemi de, ABD ordusunun ihtiyacından dolayı oluşturulmuş bir sistemdir.
Bu sistemde dünya yörüngesinde dönen 24 uydunun beraber çalışmasıyla kurulmuş bir sistemdir. Sistem ayrıca NAVSTAR (Navigation System for Timing and Ranging – Zaman ve Mesafe Tayini için Navigasyon Sistemi) olarak da bilinmektedir.
Günümüzdeki sistemde dünya etrafındaki yörüngeye oturtulmuş toplamda 30 adet uydu bulunup bunlardan 6 tanesi ise yedek uydudur. Bu uydular altı ayrı yörüngede hareket ederler ve her bir yörüngede 4 uydu bulunmaktadır.
Yörüngelerin yer yüzeyinden mesafeleri 20200 km olup ekvator düzlemi ile yörünge düzlemi arasında 55 derecelik açı yapacak şekilde bulunmaktadır. Yörüngede uydular, birbirleriyle 120 derecelik açı yapacak şekilde durmaktadır ve yörüngelerin birbirleriyle olan açı dereceleri ise 60’tır.
GPS Sisteminin Yapısı ve Çalışma Metodu
GPS sisteminin ilk yapısına baktığımızda, dünya üzerinde yayılmış olarak bulunan radyo istasyonlarının yerlerini saptamada kullanılmıştır. Çalışma prensibi ise şöyleydi: Önce master olarak isimlendirilen ana radyo istasyonu bir çıkış sinyali gönderir.
Slave adı verilen ve dünya üzerinde herhangi bir yerde bulunan ikincil bir radyo istasyonu da bu sinyale cevap gönderir. Slave istasyonları bu sinyallere aradaki geçen micro saniyeler sebebiyle bir gecikme ile yayınlarlar. Alıcı istasyon ise bu gecikmeyi hesaplar, master ile slave istasyonlar arasındaki konumu, bir referans noktasına göre hesaplar ki bu konum slave istasyonun konumu da olabilir.
Bu yöntemin kullanılmasında güçlük yaşandı çünkü askeri uygulamalar için sabit bir radyo istasyonunun bulunması gerekmekteydi. Bu nedenle 1960 yılında ilk defa navigasyon uydusu yapıldı.
‘Transit‘ adı verilen bu uydu sistemi ile uydu tarafından yayınlanan sinyalin frekansı üzerindeki dopler hesaplanıyor ve bu sayede alıcının konumu belirleniyor ve uyduya en yakın olan alıcının konumu, uydunun konumuna göre bulunuyordu.
GPS uyduları, yörüngelerinde dünyanın etrafını günde 2 defa dolaşırlar ve dünyaya sürekli bir sinyal gönderirler ve bu da GPS alıcıları tarafından algılanır. Hesaplama yöntemine baktığımızda basit fizik denklemi olan X=V.T formülü bulunmaktadır.
Alıcı, uydudan gelen sinyalin ne kadar sürede kendisine ulaştığını hesaplayarak aradaki mesafeyi belirler. Sinyalin yayınlanması ve algılanması arasında geçen süreyle de GPS kullanıcısının uyduya olan mesafesi saptanır.
2 boyutta pozisyonu belirlemek için en az üç adet uydudan alınan sinyallerin GPS tarafından algılanması gerekir. 3 boyutta konum belirlemek için (enlem, boylam ve yükseklik), GPS alıcısının dört veya daha fazla uydunun sinyalini alması gerekir.