Uydudan Konum Belirleme

1. Uydular ekvator düzlemi ile yaklaşık 55° lik açı yaparlar.
2. 6 yörünge düzleminden oluşur.
3. 28 aktif, 4 yedek olmak üzere toplam 32 uydudan oluşmaktadır.
4. Ekvatordan yaklaşık 20200 km uzaklıkta bulunurlar
5. Bir uydu için tam devir 11 saat 58 dakikadır.
6. Yeryuvarı dönme zamanı ile uydu yörünge zamanı arasında günlük 4 dakikalık zaman farkı bulunmaktadır.
7. Yeryüzünden herhangi bir noktada en az 4 uydu ve her uydu 5 saat ufuk çizgisinde kalır.
8. Her bir Gps uydusu; zaman sinyallerini, diğer uydularla ilgili konum bilgilerini, yörünge parametrelerine ilişkin bilgileri iki taşıyıcı frekanstan (L1, L2) yayınlar.

• Her Gps uydusu;
• Dünya üzerine uygun dağılmış
• Hassas saatlerle donatılmış
• Konumu iyi bilinen
• 6 adet izleme istasyonu tarafından izlenmektedir

Görevleri

• Uyduların günlük olarak sağlıklı bir şekilde kontrolünden sorumludur.

Uydulardan gelen verileri toplayarak, toplanan verileri irdeleyip uydulara saat düzeltmesi ve SA etkilerini uydulara yüklenir.

• Sivil ve Askeri amaçlı olarak kullanır.
• Sivil Kullanım Alanı: Navigasyon, Yön Bulma, Mühendislik Ölçmelerinde vb.
• Askeri Kullanım Alanı: Yörünge parametrelerine ilişkin bilgileri iki taşıyıcı frekanstan (L1, L2) yayınlar vb.
• Kullanılan Sinyaller
  • Uzay ve Kontrol bölüm arasında S band
  • Uzay ve Sivil bölüm arasında L band
  • Temel Frekans 10.23 Mhz büyüklüktedir.
  • Temel Frekansdan 154 ve 120 kat büyüklükte olan L1 ve L2 sinyalleri kullanılır.
  • L1 taşıyıcı frekansı 1575.42 Mhz ve dalga boyu 19 cm’dir.
  • L2 taşıyıcı frekansı 1227.60 Mhz ve dalga boyu 24 cm’dir.

   

• C/A Kod  Özellikleri
  • L1 taşıyıcı frekansı üzerine modüle edilmiştir.
  • Sivil kulanım amaçlı tasarlanmıştır.
  • Her milisaniyede kendini tekrar eder sebebi; alıcının uydularına hızlı bi şekilde kitlenmesini sağlar.
  • Dalga boyu 300 m, Çözünürlüğü 3 m’dir

   

• P Kod Özellikleri
  • L1 ve L2 taşıyıcı frekansı üzerine module edilmiş olup yaklaşık 266,4 günlük kod uzunluğundadır.
  • Önceleri askeri amaçlı olarak kullanıma sunulmuştur daha sonraları sivil kullanım içinde tasarlanmıştır.
  • P kod dalga boyu 30 m çözünürlüğü 30 cm’dir.

Uyduların konumlarını belirlemek için kullanılan sistemdir.
Sistemin merkezi yeryuvarinin merkezidir
XY ekseni etrafında düzleminde
Z ekseni kutup noktasına yönelmiştir
Ay güneş gibi gök cisimlerinin sürekli dünyaya etkisi olduğundan 1 Ocak 2000 UTC 12:00 da ortalama ekvator ile ekinoks çakışık kabul edilmiştir.

Ölçüm yapılan noktanın koordinatları yer yuvariyla birlikte dönen sistemdir
Sistemin merkezi yeryuvarinin merkezidir
X ekseni Greenwich ve Ekvator arakesitine uzanır
Y ekseni sağ el koordinat sistemi oluşturur
Z ekseni ekvatora dik kutupa yönelmiştir
ECEF sistemiyle yer kontrol noktalarında yapılan ölçümlerle Jeosentrik koordinat sistemleri tanımlanmıştır.

Dünya üzerinde 200 tane sivil kurum ve kurumlar tarafından kurulmuştur. Gps ve Glonass istasyon ağlarını işleterek elde ettikleri verileri irdeleyip internet üzerinden yayınlarlar .
Bütün GPS alıcılarının ortak dili olan RİNEX uzantılı yayınlarlar.
GÖREVLERİ
Standartları belirlemek için kurulmuştur
Verileri arşivler
Gps uydularının yörüngelerini hesaplar
Gps uydularından yeryuvarinin dönme parametresi ve nutasyon serilerini hesaplanır

Anlık konum belirlemede yayın efemerisi ve saat bilgileri kullanılır.
Ölçü sonrası değerlendirmede duyarlı efemeris ve saat bilgileri kullanılır
Duyarlı efemeris ve saat bilgileri internet üzerinden yayınlanır.

Kontrol bölümü uyduların yörüngelerini önceden tahmin ederek uydulara yüklerler uydulardan alıcılara yüklenir.
Anlık konum belirlemede kullanılır
5-10 m hassasiyet vardır

Hassas ölçüm işlerinde kullanılır
Çok sayıda istasyon tarafından yapılan ölçümlerle hassas bilgiler elde edilir.
İnternet üzerinden yayınlanır

Ölçüm anından itibaren 2-6 gün içerisinde hassas bilgiler internet üzerinden yayınlanır
İTRF sisteminin İERS koordinatlarınına göre yayınlanır

Yayın ve NGS duyarlı efemerisin aksine İGS yörüngelerinin P kod alıcılarla ağ oluşturulur

Gps gözlemleri alıcıya gelen ile alıcıda üretilen
sinyallerin faz ve zaman farklarından oluşur

Uydudan çıkan sinyalin alıcıya ulaşana kadar geçen zaman ile ışık hızının çarpılmasıyla ham uzunluk elde edilir.
Uydudan çıkan sinyal ile alıcıya gelene kadar zamanı alıcı ve uydu arasında oluşturulan PNR kodları karşılaştırılarak bulunur
Navigasyon amaçlı kullanır

Uydudan çıkan faz sinyalinin benzeri alıcıda üretilir ve böylece korelasyon sağlanır.
Uydudan t zamanda çıkan sinyalin alıcıya t’ zamanında geline kadar olan faz farkına denir.
Hassas ölçümlerde kullanır

Kod gözlerimi tam olarak ölçülebilirken
Faz gozlemlerinde başlangıç belirsizliği vardır
Faz gözlemleri kod a göre hassastır
Fazlar iyonosfer tabakasından geçerken hızlandığından düzeltmeler (-) işaretli alınır
Kod gozlemleri iyonosfer tabakasından geçerken yavaşladığından düzeltmeler (+) işaretli alınır.

Kod ve faz gözlemleri birlikte oluşturulan farklarda çeşitli hatalar giderilebilir bunlar
Alıcılar arasında
Uydular arasında
Ölçü epoklari arasında
L1 ve L2 sinyallerinin farkları arasında yapılır

Tekli Farklar => Uydu ve Alıcı saat düzeltmesi
Çiftli Farklar => İyonosferik ve Troposferik düzeltme
Üçlü Farklar => Faz belirsizliği giderilir.

1. Uydu Efemeris hatası
2. Uydu saat hataları
3. Atmosferik hatalar (İyonosferik, Troposferik, Uydu eğim açısı)
4. Sinyal yansıma hatası
5. Anten faz merkezi belirsizliği
6. Selectiv Activity
7. Uydu geometrisi
8. Faz başlangıç belirsizliği

Uydulardan yayınlanan navigasyon mesajlarının konum doğruluğu çok düşük olduğu veya kasıtlı olarak bozulduğu durumlarda oluşan hatalardır.

Zaman bilgisi konum belirlemenin temelini oluşturur. Bu yüzden uydu ve alıcılar da atomik saatler bulunur. Bu saatler senkronize çalışmak zorundadır eğer çalışmazsa bu hatanın temelini oluşturur

3.1 İyonosferik Hatalar
Uydudan çıkan sinyaller alıcıya gelene kadar iyonesfer tabakasından geçer. Bu tabakadan geçen sinyaller çeşitli gecikmelere uğrar. Gündüzleri gecelere göre daha çok gecikme olur
Çift frekans kullanılarak bu hatalar giderilir

3.2 Troposferik Hatalar
Bu tabakada sinyal fark etmeden iki taşıyıcı sinyalide aynı şekilde etkilemektedir
Troposferik kırılma iki türlüdür
1 Kuru hava kırılması troposferik modelin %90 nini olusturur. Troposferik modellendirmede gözlem yapılan noktanın hava basıncı kullanılır

Alıcı antenleri sinyalleri eş zamanlı olarak alırlar. Uydudan çıkan sinyalin uzunluğu normal uzunluğundan daha uzun geldiğinde oluşan hayata denir. Göreli konum belirleme yöntemiyle çözülür.

Alıcının anteni faz merkezi sinyalin antene geldiği yerdir.
Alıcı anteni faz merkezi değişimi L1 ve L2 sinyaller için farklılık gösterir

ABD tarafından izinsiz kullanıcılar için kasıtlı olarak bozulmuştur. 2 Mayıs 200 tarihinde kaldırılmıştır.

1. Mutlak konum belirleme Yöntemi
   Bir alıcıya 4 ya da daha fazla uydudan konum bilgisi değeri alınır.
   Geriden kestirme hesabına göre dayanır
   Alıcı sabit ise statik konum belirleme
   Alıcı hareketli ise kinematik konum belirleme
2. Bağıl Konum Belirleme Yöntemi
   Bir alıcı konumu bilinen noktaya kurulur ve konumu bilinmeyen başka noktaların koordinatları hesaplanır iki nokta arası baz vektörü hesapla diyebiliriz

2.1 Statik Konum Belirleme
Baz uzunluğu 20 Km olan noktaları hesaplamakta kullanılır
Ölçümler uzun zaman alır
Baz uzunluğuna göre ölçme uzunluğuda ona göre değişir
5 mm+ 1ppm hata miktarı vardır

2.2Hızlı Statik Konum Belirleme

Baz uzunluğu 20 Km den az olan yerlerde yapılır
Daha kısa zamanda çok nokta okunduğu için hem zamandan hem de maliyeti azdır.
5-10 mm + 1ppm hata miktarı vardır

2.3 Kinematik Konum belirleme

Bir sabit alıcı konumu bilinen noktaya kurulur ve hareketli alıcıya düzeltme verilerini gönderir.
1-2 cm + 1ppm hata miktarı vardır