GPS üç ana bölümden oluşur. Bunlar; uzay bölümü, kontrol bölümü ve kullanıcı bölümüdür. Uzay bölümü, en az 24 uydudan (18 aktif 6 yedek) oluşur ve sistemin merkezidir. Yörüngede bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman iki boyutlu konum belirlemesi için en az 3, üç boyutlu belirlemesi için en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir. Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır. Bu 5 adet istasyonlardan biri ana kontrol merkezidir ve diğer istasyonlar topladıkları bilgileri ana kontrol merkezine gönderir. Kullanıcı bölümü yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kişi, sistemin kullanıcı bölümüne dahil olur. Kullanıcılar bu sistemlere çok çeşitli amaçlar doğrultusunda dahil olabilmektedir.

• GPS Kullanım Alanları : Araç Takip Sistemlerinde, dijital haritalar üzerinde araçların yerleri, hızları, güzergah bilgileri, kat edilen mesafeleri, bekleme süreleri, hız limitleri, bölge sınır ihlalleri ile yakıt sarfiyatları, araç içi sıcaklıkları gibi telemetrik bilgileri izlenebilir ve anlık olarak merkeze iletilebilir. Bu sistemler vatandaşlar tarafından navigasyon amacıyla kullanılabileceği gibi daha profesyonel sistem gerektirenleri; Güvenlik birimleri, nakliye araçları, acil durum araçları, araç kiralama şirketleri, belediyeler tarafından kullanılabilir.

• Deformasyon Ölçmelerinde, Türkiye Ulusal Temel GPS Ağının dengelenmiş jeodezik kontrol noktalarına kurulan ölçüm aletleriyle periyotlar halinde yapılan ölçüler değerlendirilerek tektonik hareketler, köprü-viyadük-baraj-gökdelen-nükleer santral gibi mühendislik yapıları ile tarihi yapıların deformasyonları milimetreden daha hassas bir şekilde belirlenebilir ve bu sayede gerekli önlemler alınabilir.

• Temel amacı plan ve harita yapma işlemi olan ve havadan çekilen görüntülerin dijital ortamda değerlendirilmesi sonucu 3 boyutta modelleme ve nesnelere dokunmadan görüntü uzayında yeniden oluşturulmasını sağlayan fotogrametride, uçuş planında belirlenen yer kontrol noktalarının araziye tesisi ve gerekli ölçümlerinin yapılması, GPS kontrollü uçuş navigasyonu, pozlama anında izdüşüm noktalarının konumlarının yüksek hassasiyette belirlenmesinde kullanılır. GPS İle fotogrametrik yer kontrol noktalarının yeri arazide kabaca belirlendikten sonra araziye tesis edilir, hava işaretleri konulur ve konumları yüksek doğrulukta belirlenir.

• Afet Bilgi Sistemlerinde, GPS ile deprem, heyelan, taşkın, biyolojik afet, klimatolojik verilerin elde edilmesi ile afetlerin her safhasında insan kaybını ve ekonomik kaybı en aza indirmek için (sanal) bir ağ ortamında konuyla ilgili bilgilerin eşgüdüm içerisinde ve zamanında sağlanması, bilgi değişimlerinin kolaylıkla yapıldığı güçlü, bütünleşik bir teknolojik sistemin kurulması amaçlanmıştır. GPS ile afet bölgesine hızlı bir şekilde ulaşılması, deformasyon analizleriyle tehlikelerin önceden belirlenmesi, P dalgasının yer değiştirme büyüklüğüne bağlı olarak depremlerin önceden belirlenmesi sağlanabilir. Güncel olarak Covid-19 sürecinde GPS tabanlı mobil uygulamalar ile sağlıklı kişilerin hastalığa yakalanan kişilerden izolasyonu sağlanmaya çalışılmıştır.

•  Sosyal, kültürel ve spor alanlarında,  GPS sistemlerinin sporcu kullanılabilirliğini, dayanıklılığı ve performansı en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olması için bir sporcunun etkinliği ve gelişimi hakkında bilgi edinmek isteyen antrenörler, ölçümler için GPS sisteminden yararlanmaktadır. GPS sistemleri, kullanıcıya toplam mesafe gibi hacim ölçümlerini sağlar ve dakika başına metre gibi yoğunluk ölçümleri, bir dizüstü bilgisayar, tablet ya da saat aracılığıyla gerçek zamanlı olarak tespitte bulunur.

• GPS’in ilk kullanımı İkinci Dünya Savaşı’nın hemen sonrasına dayanır. Sistem, sinyal alıcıları ile yön bulmakta, askeri planlarda ve konum hesaplamalarında ve güdümlü roketlerin kontrolünde kullanılmak üzere askeri amaçlar için tasarlanmıştır. GPS sistemi, ancak 1980’lerde sivil kullanıma açılmıştır. Günümüzde askeri uçakların uçuş planlarının yapılması, hedeflerin konumlarının hassas bir şekilde belirlenerek imha edilmesi, uzaktan kontrol edilen insansız hava araçlarının yönlendirilmesi gibi birçok amaçlar doğrultusunda kullanılabilir.

• Uzaktan Algılama sistemleri ile klimatolojik verilerin elde edilmesinde, SAF Merkezleri-Meteorolojik Ürün Oluşturma Merkezi ile Meteorolojik veriler uydular ile sürekli olarak takip edilebilmektedir. Bu merkezlerde; Kısa vadeli hava tahmini, okyanus ve deniz yüzeyleri, uzun vadeli iklim gözlemleri, yer yüzeyi analizi, ozon ve atmosfer kimyası, hidroloji ve su yönetimi gözlemleri için GPS Uydularından yayınlanmakta olan radyo sinyallerini kullanır. Bu sinyallerle, stratosfer ve troposfer seviyelerindeki sıcaklık, basınç, su buharı gibi atmosferik parametrelerin dikey profilleri elde edilir.

• Mühendislik ölçmelerinde, halihazır haritalarının yapılmasında, yol projelerinde şevlerin ölçülmesinde, imar planı uygulamalarında, kadastro çalışmalarında, tünel-baraj- köprü gibi yapıların ölçümlerinde ve daha birçok mühendislik ölçmelerinde statik, kinematik, dur-git, DGPS gibi ölçü yöntemleri ile Harita Mühendisliği disiplini altında GPS teknolojileri kullanılarak yapılır.

Bu alanların yanında GPS teknolojisi; ulusal ağlar için jeodezik kontrol ağlarının kurulmasında, mevcut yerel ağların analizi ve geliştirilmesinde, yeryüzü şeklinin ve dinamiğinin belirlenmesinde, şehir planlamasında, sınır belirlemesinde, hidrografik ve madencilik haritalarının oluşturulmasında, CBS için veri toplanmasında, arkeolojide, tarımsal alanlarda CBS ile entegrasyon sağlanılarak verimliliğin artırılmasında, taşınmaz mal değerlemesinde, vergilendirme tespitinde, çevresel korumada, altyapısı sistemlerinin planlanmış güzergahları üzerinde tesislerinde ve akla bile gelmeyen daha birçok alanda kullanılır. Kısaca konumsal bilgiye ihtiyaç duyulan her alanda GPS daha genel adıyla GNSS (Global Navigation Satellite System) teknolojileri kullanılır. Konumsal bilgi dediğimiz kavram ise hayatın akışıdır, hareket halindeki her şeydir. Gökyüzünden 24 saat boyunca ve sürekli uydular tarafından canlı-cansız her şey  izleniyor ve elde edilen veriler aklın bile zor alacağı teknolojik sistemler ile birleşik çok çeşitli amaçlar doğrultusunda kullanılabiliyor.

Bu yazımda GPS teknolojisi konusunda siz değerli okuyucularımın ufkunu açmayı amaçladım, daha fazlasını merak ederseniz her biri kendi içinde bir derya olan GPS teknolojisinin  bilgi dünyasına adım atabilirsiniz. Bilgili ve aynı zamanda görgülü insanların çok değerli olduğu zamane şartlarında siz değerli okuyucularım kendinize dikkat ediniz ve Allaha emanet olunuz…

Kaynakçalar:

• Gökalp E., GPS Kullanım Alanları Ders Notları, 2020, KTÜ, Trabzon
• Vikipedi, GPS Nedir ? 2020
• Durduran S., Geymen A., Türkiyede Afet Bilgi Sistemi Çalışmalarının Genel Bir Değerlendirmesi, 2015
• Meteoroloji Genel Müdürlüğü

Ali Soydan

The post KÜRESEL KONUMLAMA SİSTEMİ: GPS KULLANIM ALANLARI appeared first on Mercek Dergisi.

Starlink, SpaceX‘in uzak yerlere düşük maliyetli internet sağlamak için geliştirdiği uydu ağının ismidir. Proje Elon Musk tarafından, ilk olarak, 2015’te duyurulmuştu.

Starlink, mevcut olandan çok daha yüksek bir performansla ve yer altyapısı ile sınırlandırılmamış küresel bir uydu ağı ile erişimin güvenilir olmadığı, pahalı olduğu veya tamamen kullanılamadığı konumlara bile yüksek hızlı internet sunacak.

Nasıl Olacak?

Starlink projesi, yörüngeye yerleştirilecek olan telekominasyon uyduları vasıtasıyla gerçekleşecek. İddialı ve bir o kadar da yüksek maliyetli olan bu proje için başlangıç, 2018 Şubat’ında fırlatılan Tintin A ve B isimli test uydularıyla yapıldı. Test uydularındaki başarıdan sonra asıl paketleri yollamaya başlayan SpaceX için, son olarak 22 Nisan’da gönderilen uydularla birlikte toplam 420 uydu işleve girmiş durumda.

Önümüzdeki yıllarda da her ay gönderilecek 60 ila 120 arası uyduyla beraber, uzun vadedeki toplam hedef 42 bin uydu. Bu neredeyse günde 2-3 uydu demek.

ABD Federal İletişim Komisyonu (FCC)’ndan alınan izinler doğrultusunda, projenin sağlıklı çalışması için ilk etapta 12 bin uydu gönderilecek. Ardından ikinci etapta kalan 30 bin uydunun yörüngeye yerleştirilmesi planlanıyor.

Fazla mı?

Bu sayı kulağa çok gibi gelse de Birleşmiş Milletler’in hazırladığı bir veri tabanına göre 1957’den bugüne, uzaya tam 9447 araç gönderilmiş. Bunlardan şu anda aktif görevde olanların sayısı 2000 civarında. Üstelik bunların yaklaşık beşte birini, son altı ayda gönderilen 422 Starlink uydusu oluşturuyor. Proje tamamlandığında aktif uydu sayısı, şu ankinin 20 katı kadar artacak. İnanabiliyor musunuz?

Tartışmalar

Yüksek hızlı internet güzel ama ya sebep olduğu tartışmalar ne olacak? Mesela ilk problem olarak ışık kirliliğini sayabiliriz. Geceleri gökyüzünü yapay ışıkla dolduran Starlink uyduları, şimdiden astronomik gözlemler için sorun olmaya başladı bile. Gökyüzünü fotoğraflamak için uzun pozlama yapılarak çekilen bazı fotoğraflarda, beyaz çizgiler oluştuğu görüldü. Bunların, Starlink uydularının kaplamalarından ve güneş panellerinden gelen yansımalar olduğu fark edildi. Uydular yörüngeye yerleşene kadar bunun gibi sıkıntılar çıkarabiliyor. Gelen tepkilerden sonra yansıma yapan kaplama üzerinde, kesin çözüm olmasa da, çalışmalar yapmışlardı.

Anlayacağınız, gökyüzünü gözlemlemek için şehir ışıklarından kaçan astronomlar ve yıldız fotoğrafçıları, bu kez de Starlink uydularına çarptı.

Özellikleri

Kabaca, bir masa ebatında olan ve her biri 260 kg ağırlığındaki Starlink uyduları, haberleşme için 4 adet güçlü antene sahip. Enerjilerini güneş panelleri aracılığıyla sağlayan ve yakıtı kripton olan iyon motorlarını kullanan uydular, çarpma ihtimaline karşı manevra kabiliyetine de sahip. Görev süreleri normal uydulara kıyasla daha kısa olan Starlink uyduları, görevleri bittikten sonra atmosfere girerek kendilerini imha edebiliyor. Ayrıca “Star Tracker” adı verilen bir navigasyon sistemine de sahipler.

Bu kadar donanıma sahip olmalarının sebebi, olabilecek kazalara karşı önlemlerin de hesaba katılması. Ola ki hepsinde bir aksaklık oldu ve birbirlerine çarpmak üzere olan iki uydu mevcut. Buna karşı, Starlink uydularının her birinde çarpışma önleyici bir sistem de bulunuyor.

Nasıl Fırlatılıyor?

Uydular, 60 tanesi üst üste gelerek bir zincir gibi diziliyor. Dizilen bu uydular, Falcon-9 ile gönderilmek üzere bir kapsülün içine konuyor. Bir apartmanı içine alan bir kapsül düşünün.

Fırlatmadan sonra kapsülün dış kapakları açılarak uzaya bırakılan uydu yığını, yavaş yavaş çözülüyor ve bir trenin vagonları gibi sıralanmış bir vaziyet alıyor.

Maliyeti Ne Kadar?

Her bir uydunun maliyeti 300 bin dolar. Tek seferde gönderilen 60 uydunun toplam maliyeti 18 milyon dolar ediyor. Buna Falcon-9’un giderlerini de eklersek (50 milyon dolar) toplamda , aylık en az 68 milyon dolar yapıyor. Bu maliyetlerin çoğu şu an için kendi ceplerinden çıkan Starlink projesinin sahipleri akıllara bir soru getiriyor: Neden girişiyorlar bu çılgın işe?

İnternet kablolarının okyanusların dibine döşendiğini biliyor muydunuz? İşte bununla aynı sebepten dolayı kalkışıyorlar bu işe. O kablolar bilgiyi daha hızlı ileterek insanların hayatına dokunuyor ve bilgi gelecekte daha önemli bir hale gelecek, şüphesiz.

Şu anda en hızlı internet altyapısı fiber optik kablolarla sağlanıyor. Ama onda bile gecikmeler oluyor. Londra’yı New York’a bağlayan 12800 km’lik en önemli hatta bile 62.7ms(milisaniye)’lik bir gecikme mevcut. Bilenler bilir, borsayla ilgilenenler için bu gecikmeler bir dezavantajdır.

Neden Şimdiye Kadar Kullanılmamış?

Haberleşme uydularında kullanılıyor aslında. Mesela Türkiye’nin şu anda uzayda bulunan 6 uydusundan 3’ü haberleşme uydusu (Türksat-3A, 4A ve 4B). Bir başka haberleşme uydumuz olan Türksat-5A ise 2020 sonunda Falcon-9’la gönderilecek. Kullanılıyor kullanılmasına da, bunlar yüzeyden ne kadar uzakta?

Yaklaşık 36 bin km’lik bir yörüngede bulunan bu uydular henüz hız açısından optik kablolarla yarışacak vaziyette değiller. Bahsi geçen Starlink uydularıysa, 550km’lik bir yörüngede yerleşerek gecikmeleri 25-35 ms (milisaniye)’lere çekmeyi planlıyorlar. Bu da şu an için dünyanın en hızlı interneti demek.

İyi de, pahalıdır o zaman bu internet?

Hayır, pahalı değil. Ama nasıl?

2030 yılına kadar Starlink projesine yapılacak yatırım 10 milyar dolar. 2027 yılına kadar okyanus altına döşenecek internet kablolarının maliyetiyse, bunun 15 katı, 150 milyar dolar. Eğer rakiplerine kıyasla 15 kat tasarruf edebilecekse, neden bunu fiyatlara da yansıtmasın?

Elon Musk biyografisinde, eskiden uzayla alakalı gelişmelerin bürokrasiyle ilerlediği için çok yavaş olduğunu fark ettiğini dile getiriyor. Devletten bağımsız, özel bir şirket olan SpaceX ile bunu aşan Musk, yaptıklarıyla kendini kanıtlıyor.

COVID-19 salgını olmasaydı internet testlerini gerçekleştirecek olan Starlink, 2020’de Kuzey Amerika ve Kanada’da ve 2021 yılına kadar da Avrupa’ya hizmet vermeye başlayacaktı. 2027’ye kadar tüm dünyaya bu hizmeti sunmayı hedefliyorlar.

Misyon…

Yazımızın sonuna yaklaşırken tüm bunların ne uğrunda yapıldığına dair fikirleri beyan edeceğim size. Kısaca söyleyecek olursak, tüm bu yapılanlar “Mars Misyonu”na hizmet eden bir süreç. Ben “Mars’ta yaşayacaksak önce iletişim kurabilmeliyiz.” diyeyim, varın siz anlayın.

Velhasıl, yeni yazılarda görüşmek dileğiyle. Sağlıcakla kalıp Allah’a emanet olunuz. Selametle…

Kaynaklar:

• starlink.com
• theverge.com
• space.com
• sattrackcam.blogspot.com
• Starlink Mission
• forbes.com
• businessinsider.com

Emre Karakoç

Makina mühendisliği öğrencisi olan amatör bir fotoğrafçı. Aklı biraz “havada” 🙂

The post STARLINK appeared first on Mercek Dergisi.