GPS Teknolojsi - TÜBİTAK ULAKBİM E

GPS Teknolojisi
Eskiden beri GPS teknolojsine çok meraklıyımdır. Bir kaç arkadaşımızla 1990 -91 de
kurduğumuz İTÜ Doğa Yürüyüşleri kulübü bünyesinde yaptığımız gezilerde, harita ve
pusula kullanırdık. Bu tarz yön bulma konusunda jeolog arkadaşlarımız daha tecrübeli
olduklarından onlar kılavuz olurlardı. Sağolsunlar o kadar çok kayboldukki aramızda
atasözleri bile evrim geçirdi "Kılavuzu jeolog olanın burnu ...." gibi.
Neyse her kayboluş sonrası, gezilerimizi son derece amatör (yani bedava veya ucuz
yada ikinci el) malzemeler ile yaptğımızdan GPS (Global Positioning System) cihazı
kullanamazdık. Geriye tüm bizim gibi bu sporlarla uğraşanların yegane kurtarıcısı KPS
sistemini kullanırdık yani Köylü Positioning System.
Uygulaması da ilk rastladığınız çobana Dayı Selamun Aleyküm, gülme ama biz
nerdeyih demk şeklindeydi.
Böylece bugünlere geldik, o eski yaralar içimde ukde olduğundan, çinliler sayesinde
teknoloji iyice ucuzlayınca bu işin peşine düştüm.
Bu girişten sonra kısaca GPS in ne olduğunu özetleyeyim.
Global Positioning System olarak açılımı olan uydu bazlı radyo navigasyon sistemine
verilen addır. Amerikan Savunma Bakalığı'nın denetiminde ve idamesinde olan sistem
24 adet uydu takımından oluşur. Uyduların yörünge hareketi 12 saat sürer. Ufuk
çizgisi üzerinde erişilebilen maksimum uydu sayısı günün saati ve konuma bağlı
olarak 8-12 arasında değişir. 3 boyutlu pozisyon elde edebilmek için en az 4 adet
uydudan yayınlanan sinyalin işlenmesi gerekir. Normal şartlarda yani çevrede GPS
sinyallerini engelleyecek fiziksel engel yok ise en az 6-8 arası sayıda uydu ile iletişim
kurulur.
Kullanım Alanları
GPS' in karada, havada ve denizde bir çok kullanım alanı vardır. Basit bir anlatımla,
GPS size bulunduğunuz yerleri işaretleme ve belirlediğiniz noktaya geri dönme imkanı
sağlar. GPS, kapalı alanlar ve su altı gibi sinyallerin alınmasının güçleştiği yerler
dışında dünya üzerinde her yerde çalışır.
GPS Sistemi
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 20.000 km
üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar fazla yükseklikte bulunan uydular oldukça
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman en
az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir.
GPS alıcısından alınabilecek pozisyon hassasiyeti ne kadardır?
GPS sistemi milimetreden metre hassasiyete bir çok seviyede sonuç üretebilecek
kapasitede bir sistemdir. El tipi alıcılar ile ilave bir düzeltme olmaksızın elde
edilebilecek sonuç şu an ±15 metredir fakat 1 mayıs 2000 tarihinde kaldırılmış olan
ve Selective Availability olarak adlandırılan kasti yanıltma sinyalleri ±100 metreye
varan sapmalar ile sonuç elde edilmekte idi. Daha iyi sonuç için ilave düzeltme
yayınlarından faydalanmak gerekir. Bu düzeltme yayınları yersel veya uydu bazlı
yapıda olabilmektedir. Yersel yayınlar yoğun olarak Amerika ve kısmi olarak Avrupa
kıyılarında yapılmaktadır fakat be düzeltme sinyallerini alabilmek ilave donanımlar ile
mümkün olabilmektedir. Uydu bazlı olarak yapılan yayınlar yeni nesil GPS alıcıları ile
direk alınabilmekte ve böylelikle ±3 metreye varan hassasiyette pozisyon elde
edilebilmektedir. Uydu bazlı yayınların genel ismi SBAS (Satellite Based Augmenting
System) dir. SBAS'a örnek olarak Amerika için WAAS, Avrupa için EGNOS ve Japonya
için MSAS verilebilir. Bu uydular sabit yörüngeli uydulardır ve yine yayın erişimi için
ilave bir ücret talep edilmemektedir.
Not:Yukarıda GPS ile ilgili teknik detayların bir bölümü www.gpsturk.net bir bölümü
ise www.offshop.net sitesinden alınmıştır. Ansiklopedik bilgi olduklarından, tüm
kaynaklarda aynı içerik ile yer almaktadır.
GPS kullanımı için kullanılan araçlar inanılmaz sayı ve çeşittedir. Çok ucuza basit
işlevli modellerden, sokak sokak harita ve adres içeren hatta bölgedeki trafik bilgisi ile
tarfik kameralarından görüntü alarak adres defterinizdeki arkadaşınızın evine rota
hazırlayıp, hoş bir hanım (yada tercihe göre Bey) sesi ile size sağa dön sola dön
şeklinde yol tarif eden yüzlerce dolarlık modeller. Hem avuç içi bilgisayar hem gps
cihazı olan modeller (örneğin Asus Mypal A636 ve A632
http://www.asus.com/products.aspx?l1=8&l2=0&l3=0&model=552&modelmenu=1 ).
Yada benimki gibi bluetooth, usb, seri yada cf ile bilgisayar ve yazılıma bağlanan aynı
zamanda ucuz cihazlar (100-200 $ arası.
Özellikle artık doğa yürüyüşlerim harita ve yön bulma gerektirmeyen saat hatta
dakika mertebesine indiği için kullanım amacım araç ve yol bilgisayarı olmuştu.
Bu nedenle tercihim hem ucuz hemde fonksiyonel olması amaçlandığı için hiç bir
yazılım veya ek donanım içermeyen salt gps alıcısı üzerine yoğunlaştı. Bu tip bir cihazı
hem Cep hem Dizüstü bilgisayarı ile hatta cep telefonu ile bile kullanabilecektim.
Tanıtımını yapacağım cihaz bu tip ürünlerden ortalama kalite ve fiyatta olanlardan
birisi.
GlobalSat BT-338 Bluetooth GPS alıcısı
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
Uydudan aldığı GPS koordinatlarını Bluetooth üzerinden kullandığınız cihaz ve yüklü
yazılıma gönderiyor.
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
Kutu içeriği oldukça yeterli,
Bir ev tipi birde araç şarz cihazı. Araç şarz cihazı ek bir çıkış içeriyor ama kablo giriş
ve çıkışı ve voltajı hakkında bir bilgi yok. Ev adaptörü amerikan tip fiş olduğundan her
yerde satılan çevirci soket takmak gerekiyor. Yazılım CD si PDA veya PC den cihaza
bağlanıp uydu bağlantısını test edebileceğiniz küçük bir program ve kullanım kılavuzu
içeriyor.
Ayrıca kutuda cihazı kemerinize takabileceğiniz deri bir kılıf mevcut.
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
338 yüksek hassasiyet ve düşük güç tüketimli,yeni GPS chipseti SiRFIII içeriyor. PDA,
Laptop, Cep telefonu ile Bluetooth Seri Port Profili aracılığı ile haberleşiyor . 3.7V
1700mAh pil ile geliyor. Katalog değeri 17 saat olan bir pil ama haberleşme şartları vb
14-15 saate kadar kullanabildim. Kolayca çıkarılıp takılıyor ama yedek pili sanırım
Türkiyede yok pil kodu MX0530B
Üzerinde üç adet led var. En üstteki pil ledi eğer sönükse sorun yok,kırmızı yanıyorsa
bitmek üzere. şarz sırasında sarı yanıp sönüyor.
Orta led GPS bağlantısını gösteriyor. Sabit yeşil yandığında enüz uydu bağlantısı
kurulamadığını, yanıp sönmeye başladığında ise haberleşme sağlandığını gösteriyor
(Tam tersi olsa daha iyiymiş)
En alt led Bluetooth için, yavaş yavaş yanıp söndüğünde bağlantıda cihaz yok
anlamına geliyor. cihaz bağlandığında hızlanıyor.
Bluetooth mesafesi katalogda 10m ama benim gözlemim 5-6 m, hoş zaten fazlası
gerekli değil arabada olsun, yürüyüşte belinizde olsun 2-3 metre yeterli.
bir özelliğide eğer bağlantılı Bluetooth cihaz yoksa 10 dakika sonra güç koruma amaçlı
otomatik kapanıyor.
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
Diğer teknik detayları
Çalışma Frekansı L1, 1575.42 MHz
Anten Tipi Ceramic patch (kendi içinde)
Kanal 20 Kanal uydu izleme kapasitesi (çokta gerekli değil zaten Türkiyede aynı anda
görebileciğiniz maksimum uydu 10-14 arası oluyor)
Pozisyon güncelleme 0.1 saniye (ortalama)
Hot start 8 saniye (ortalama)
Warm start 38 saniye (ortalama)
Cold start 42 saniye (ortalama) Benim gözlemim bu biraz düşük açıklanmış. özellikle
cihaz uzun süre kapalı kaldı ise, içerisindeki son bağlantı tarih ve saati nedeniyle
balantı kurması daha uzun oluyor. özellikle birde çekimin zayıf olduğu bölgede iseniz
dahada zorlanıyor. hele birde startı verip beklemeden yola çıktıysanız süre 1-2
dakikadan 1 saate kadar uzadığı gözlemlerim oldu.
Şimdi soruları duyar gibiyim ndeir bu hot, cold start vb.
Bazı GPS tanımlarını özetleyelim
Hot Start : Son pozisyon güncellemesinden sonra 20 dakikadan fazla zaman
geçmemiştir.
Warm Start:Cihaz 4 saatten fazla kapatılmıştır. blgi vardır ancak güncelliğini
yitirmiştir.
Cold Start: herhangibir kayıt yada zaman bilgisi yoksa cihazın başlangıç modu. Tam
bir gök taraması yapılıp tüm uydulara erişmeye çalışır.
hız düzeltmesi: Belli bir hızın üzerinde hareket ediyorsanız hassasiyeti devreye alarak
belli bir hız altındaki yer değiştirmeleri (uydu hassasiyeti Türkiyede +/- 15) sıfır kabul
et anlamına gelir.
Waas ise ABD deki uydular tarafından yayınlanan özel bir GPS sinyalidir özellikle
askeri sinyallerde yarım metre hassasiyet sağlar.)
Gelelim yazılım konusuna, Noka 3650 telefonumla kullandığım ücretsiz yazılım
MapViewGPS ileoldukça tatmin edici sonuç aldım, Nokia 6600 ve daha üzeri Symbian
yazıımlı telefonlar profosyonel Tomtom yazılımını kullanabiliyor. MapViewGps ile
kullandığınız haritaları kendiniz yükleyebliyorsunuz. mesela karayollarının sitesinden
indirdiğim jpg haritayı yada çeşitli sitelerden bulduğum istanbul, bilecik, eskişehir
haritalarını kullandım hatta bulunduğum bölgenin haritasını scannerden tarayıp
kullandım.bu haritaları kullanabilmek için kalibre etmeniz gerekiyor. bu işlem haritada
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
bildiğiniz bir yere gidip gps koordinatlarını işaretleyerek yapılıyor. Bir kaç noktada bu
işlemi yaptıktan sonra harita ve rotanız çakışıyor.
Tabii freeware program sonuçta çok başarılı değil, özellikle karmaşık harita ve uydu
görüntüsü çakışma işlemleri için yetersiz. Seayahat sırasında 50-60 km de bir haritayı
kaydırarak çakışma gerekiyor.
Bu nedenle gelişmiş bir pda aldım (Dell Axim x51v bir sonraki inceleme Az sonra)
Neyse bu cihazla yaptığım gezi kayıtlarını
http://www.gpsvisualizer.com/map
adresine göndererek google earth ile çakıştırdım bir kaç örnek resim aşağıda
Yılbaşı Gecesi Bağdat Caddesi Gezintisi
Vezirhan Osmaneli Bölgesi ve bizim Fabrikanın yeri
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org
Eskişehir
Çizgi Tagem Araştırma Geliştirme ve Eğitim Merkezi
Cemal Sururi Cad. Halim Meriç İş Merkezi No: 15/C 34394 Şişli – İstanbul
Telefon: (212) 356 70 70 - Faks: (212) 356 70 69 - www.cizgi-tagem.org