GPS (Global Positioning System) Nedir?

GPS Nedir?
İngilizce “Global Positioning System” kelimelerinin kısaltması olan GPS (Türkçe: Küresel Konumlandırma Sistemi), uydu sinyallerinden faydalanarak Dünya üzerinde bulunduğumuz yeri 5-10 metre hassasiyetle ölçer. Bu sinyalleri yayan sistem, ABD Savunma Bakanlığı’na ait yörüngede sürekli olarak dönen uydulardan oluşur. Bu uydular radyo sinyalleri yayarlar ve yeryüzündeki GPS alıcısı bu sinyalleri alır. Böylece konum belirlenmesi mümkün olur.

Bu sistem ilk olarak tamamen askeri amaçlar için kurulmuştur. Bu sistemden faydalanarak askeri çıkartmalarda kolayca yön bulmak ve roket atışlarında nokta atışı yapmak hedeflenmiştir. Ancak, 1980’lerde GPS sistemi sivil kullanıma da açılmıştır. Şu an GPS alıcılarının arabada, gemide veya doğada kullanılmak üzere üretilmiş birçok modeli mevcuttur.

GPS Nasıl Çalışır?
Dünya yörüngesinde bulunan GPS uydularında oldukça hassas atomik saatler bulunur. Bu saatler, diğer uydular ve yeryüzünde bulunan saatler ile senkronize olarak çalışmaktadır ve herhangi bir sapma günlük olarak düzeltilmektedir. Uydular, yörüngede bulundukları konumu ve bu hassas saat bilgisini sürekli olarak Dünya’ya göndermektedirler. Dünya üzerindeki herhangi bir GPS alıcısı çalıştırıldığında, kapsama alanında bulunan GPS uydularından en az 3 tanesinden bu sinyallere ihtiyaç duyar ve gelen saat bilgilerinin mutlak zamandan ne kadar sapma yaptığını bularak her bir uydudan uzaklığını öğrenebilen GPS alıcısı, bu bilgiler ile dünya üzerindeki konumunu hesaplayabilmektedir.

GPS uydularının gönderdiği sinyaller ile GPS alıcısı konumunu tam olarak tespit edebilir. Sadece Enlem ve Boylam bilgisi için 3 uydu yeterlidir. Enlem ve Boylam ile birlikte yükseklik de isteniyorsa 4 adet uydudan sinyal alınması gerekir.

GPS Cihazının Yapısı
Geçerli GPS üç ana parçadan oluşur. Bunlar uzay bölümü, kontrol bölümü ve bir kullanıcı bölümüdür. ABD Hava Kuvvetleri, uzay ve kontrol bölümlerini çalıştırır, geliştirir ve korur. GPS uyduları uzayda gönderilen sinyallerin yayını gerçekleştirir ve her GPS alıcısı kendi üç boyutlu konumunu (enlem, boylam ve yükseklik) ve anlık zamanı hesaplamak için bu sinyalleri kullanır.

Uzay Bölümü: Uzay bölümü, en az 24 uydudan (18 aktif 6 yedek) oluşur ve sistemin merkezidir. Uydular, “Yüksek Yörünge” adı verilen ve dünya yüzeyinin 20.000 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Uzay bölümü: Uzay bölümü, en az 24 uydudan (18 aktif 6 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 geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman iki boyutlu belirleme için en az 3, üç boyutlu belirleme için 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 yedek bataryaları ve yörünge düzeltmeleri için de küçük ateşleyici roketleri vardır.

Kontrol bölümü: Adından da anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır. 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. Bu bölüm kullanıcılara sunulan uygulamaya ait donanım ve hesaplama tekniklerinin geniş bir aralığını tanımlar.

GPS Uygulamaları
GPS tekniği, askeri çalışmalar amacı ile başlatılmıştır. 1980’de ABD hükümeti, bu sistemin siviller için de kullanılması kararı aldı. Bu sayede GPS sistemi bilimsel ve teknik çalışmalarda, ticari uygulamalarda ve izleme sistemlerinde çok kullanılan bir yöntem haline geldi. GPS sistemi, sinyal akışının zor ya da imkansız olduğu su altı, mağara içi, yer altı gibi yerlerin haricinde, dünyanın her tarafında kullanılabilir.

• Sivil Uygulamalar;
– Navigasyon: Hız ölçümlerini kesin olarak belirlemek için kullanılır.
– Geo işaretleme: Harita üzerinde koordinatları işaretleme ve fotoğraf gibi görseller eklenebilir.
– Yüzey Ölçümü: Haritacılar, yüzeylerin ölçümünü yapabilir ve mülklerin sınırlarını belirleyebilir.- Harita yapımı: Sivil veya askeri ihtiyaçlar için harita yapılmasına olanak sağlar.
– Jeoloji: Dünyanın yer hareketleri incelenebilir ve depremler analiz edilebilir.- İzleme: Araçlar, insanlar veya evcil hayvanlar GPS sistemi ile izlenebilir ve takip edilebilir.

•Askeri Uygulamalar;
-Navigasyon: Askerler karanlık ve bilinmeyen yerlerdeki nesneleri GPS yardımı ile bulabilirler.
-Arama ve kurtarma: Açık ve geniş arazilerde arama çalışmaları daha kolay yapılır. Örneğin düşen bir pilotun yeri kesin olarak belirlenebilir.
-Keşif: Devriye ve keşif görevleri rahatlıkla yapılabilir.
-Hedef İzleme: GPS sistemi le çalışan hedef takip sistemi ile havadaki ve yerdeki potansiyel tehditler izlenebilir.
– Atış ve güdüm sistemleri; Silah sistemlerinin tam olarak güdümlenmesi ve hedeflerin tam isabetle vurulması için GPS kullanılır.