TUJK 2004 Çalýþtayý, Zonguldak IV: Oturum : Mühendislik Uygulamarýnda Sabit GPS Ýstasyonlarýnýn (SÖRÝ) KullanýlmasýGERÇEK ZAMANLI KÝNEMATÝK GPS AÐI (NETWORK-RTK) ÝLE KONUMLAMA
Çetin Mekik
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Müh. Fak. Jeodezi ve Fotogrametri Müh. Bölümü
ÖZETTaþýyýcý fazlarý kullanan tekniklerden tek-bazlý gerçek zamanlý kinematik (GZK) GPS yöntemi mesafeye baðýmlý hatalardan ötürü referans alýcý ile gezici alýcý arasýndaki mesafe nedeniyle kýsýtlý kullanýma sahip olduðu bilinmektedir. Günümüzde mühendislik uygulamalarýnda daha uzun süreli gözlemlerle duyarlýk, doðruluk ve güvenirlik elde etme gibi ölçütlerin yanýsýra, kýsa sürede duyarlýklý ve doðruluklu sonuçlar üretmek de, diðer bir ifadeyle “verimlilik” de, çok önemli hale gelmektedir. Yüksek verimlilik deðeri olan GZK GPS ölçme yöntemleri, çok hýzlý tamsayý belirsizliði çözümü (on-the-fly) gerektirmesi nedeniyle, genellikle en fazla 10 km menzil ile sýnýrlanmaktadýr. Ancak, GPS referans istasyonlarýndan oluþan bir að kullanýmý ile bu mesafeye baðýmlýlýðýn üstesinden gelmek amacýyla bir yöntem geliþtirilmiþtir. Bu yönteme günümüzde çeþitli adlar verilmektedir: GZK Aðý, Çoklu Referans Ýstasyonuyla Konumlama, Geniþ Alan Konumlamasý ve Sanal Referans Ýstasyonu Tekniði. Bu bildiride GZK Aðý adý seçilmiþ ve bu yöntemin temel esaslarý, avantajlarý, kendisini oluþturan birimleri kýsaca verilmiþtir.
Anahtar Söcükler: Gerçek Zamanlý Kinematik GPS, Sürekli Ölçen Referans Ýstasyonlarý (SÖRÝ), Sanal Referans Ýstasyonu (SRÝ), Alan Düzeltme Parametreleri (ADP)
ABSTRACTThe single-base real-time kinematic (RTK) GPS carrier phase-based techniques are known to have the constrained distance between base receiver and the rover receiver due to distance-dependent measurement biases. Today in engineering applications obtaining precise and accurate results in shorter times, in other word “productivity”, has gained great importance apart from the criteria such as precision, accuracy, reliability at longer durations of observations. For high productivity GPS surveying techniques, requiring very fast on-the-fly ambiguity resolution, the baseline length is generally resricted to less than 10km. However, a technique has been developed to overcome this distance dependence using a network of GPS reference stations. This technique is now variously referred to as Network-RTK, Multi Station Positioning, Wide Area Positioning, and the Virtual Reference Station Technique. In this article Network-RTK is preferred as a title, and its basis, advantages and components are briefly described.
Key Words: Real Time Kinematic GPS, Continously Operating Reference Stations (CORS), Virtual Referecence Station (VRS), Area Correction Parameter (FKP).
1 GiriþBaðýl GPS konumlamasýnda temel yaklaþým, jeodezik referans sisteminde üç boyutlu koordinatlarý bilinen noktaya bir alýcýnýn yerleþtirilmesi ve ikinci alýcýnýn koordinatlarýnýn referans alýcýsýna “baðlý” olarak belirlenmesidir. Ön-uzunluklarla (pseudorange) konumlama yapan Diferansiyel GPS (DGPS) yöntemininde de bu yaklaþým ilke olarak uygulanmaktadýr. Yüksek doðruluk beklendiði uygulamalarda taþýyýcý faz ölçülerinin kullanýmý gerekmektedir. Ýþin içine taþýyýcý fazlar girince de “tamsayý belirsizliði” de girmiþ olmakta, bu nedenle de veri iþlemeye tamsayý belirsizliði çözüm algoritmalarý da eklenmelidir (Arslanoðlu ve Mekik, 2003).
Geçtiðimiz son on yýlda gerçek zamanlý olarak yüksek doðruluklu konum belirlemeye yönelik önemli geliþmeler olmuþtur. Burada gerçek zamanlý konumlama tanýmlamasýndan ölçülerin yapýlýp referans alýcýdan verilerin arazideki (gezici) alýcýya gönderilmesi (VHF veya UHF radyo frekanslarý, GSM telefonlarý veya uydu iletiþim baðlantýlarý aracýlýðýyla) ve arazide doðruluklu konumlarýn elde edilmesi anlaþýlmaktadýr. Gerçek zamanlý konumlama GPS alýcýsý hareketliyken de mümkün olabilmektedir. Bu tür sistemlere gerçek zamanlý kinematik ya da kýsaca GZK sistemleri (Real Time Kinematic – RTK) denilmektedir ve mühendislik ölçmeleri gibi zamanýn önemli olduðu uygulamalarda kullanýmý yaygýnlaþmaktadýr. (Lachapelle vd., 2002)
Bir referans GPS alýcýsý ve bir gezici alýcýdan oluþan GZK ölçmelerine tek-bazlý GZK (single-base RTK) adý verilmektedir. Yörünge hatasý, iyonosferik ve troposferik sinyal kýrýlmasý (refraksiyonu) gibi mesafeye baðýmlý hatalardan ötürü referans alýcý ile kullanýcý (gezici) alýcý arasýndaki mesafe tek-bazlý GZK’de sýnýrlayýcý olmaktadýr. Bundan dolayý alýcýlar arasýndaki mesafe, en fazla 10 km ile ve hatta çok hýzlý tamsayý belirsizliði çözümü arandýðý uygulamalarda daha kýsa mesafe ile sýnýrlý olmaktadýr.
Sürekli Ölçen Referans Ýstasyonlarý (SÖRÝ) çok yüksek doðruluklu jeodezik uygulamalar için 1980’ler den bu yana geliþtirilerek kullanýlmýþtýr (Evans vd., 2002). Bu SÖRÝ’ler (Continously Operating Reference Stations-CORS) sabit tesisler üzerine inþa edilip 7/24 ölçme yapmakta ve böylece dünya çapýnda geniþ kullaným alaný bulmaktadýrlar. Jeodezik yöntemler doðasý gereði birden fazla noktadan yararlanmakta; geometrik kuvvet, referans datum saðlamlýðý ve serbestlik derecesi gibi avantajlar saðlayan aðlar konumlamada çok tercih edilmektedir. Bu SÖRÝ’lere Aktif GPS Ýstasyonlarý ya da Aktif Kontrol Noktalarý ya da Sabit GPS Referans Ýstasyonlarý da denilmektedir.
SÖRÝ Aðlarý, kullanýcý alýcýlardan elde edilen verilerle eþzamanlý olarak referans alýcýlardan gelen verilerin jeodezik amaçlý -birden fazla noktayla birlikte- deðerlendirilmesine yýllarca destek vermiþlerdir. Bu da ya kullanýcýnýn ölçme yaptýðý kampanyaya iliþkin peryottaki SÖRÝ verilerini internette yayýnlandýklarý siteden indirerek ya da kullanýcýnýn kendi verilerini internet tabanlý programlara yükleyerek istediði noktalarýn koordinatlarýnýn hesaplanarak kendisine ulaþtýrýlmasý esasýna dayanmaktadýr.
Bu SÖRÝ servisleri, genellikle çift frekanslý GPS alýcýlarý konumu aranan noktalar üzerinde saatlerce gözlem yapan, yüksek dereceden jeodezik kontrol noktasý elde etmek amacýyla statik olarak ya da daha kýsa süreli oturumlarla yarý statik konumlama yapan ölçmecilere on-line hizmet sunmaktadýr. Ancak bu servisler yüksek verimlilik ve hýz amaçlayan mühendislik uygulamalarý için uygun deðildirler. SÖRÝ sevisleri, Uluslararasý GPS Servisi (IGS) tarafýndan toplanan ve arþivlenen (
http://igscb.jpl.nasa.gov) verilerden yararlanmaktadýrlar ve bu yüzden alacýlar arasý mesafeler yüzlerce kilometreyi bulabilmektedir (Rizos, 2003).
Bir çok ülke, hatta ülke içindeki eyaletler bile, kullanýcýlar için veri toplayan, kullanýcýlara eriþim saðlayan ve proses yapan SÖRÝ aðlarý oluþturmuþlardýr. Bu tür aðlar, RINEX formatlý gözlem dosyalarýnýn internetten indirilmesini saðladýklarýndan “pasif” adlandýrýlýrlar (Rizos, 2002).
2 Gerçek Zamanlý Kinematik AðýBilindiði üzere, Gerçek Zamanlý Kinematik (GZK) GPS ile yüksek doðruluða eriþilebilmek için gezici alýcýnýn referans istasyonunuyla arasýndaki mesafenin 10 kilometreyi geçmemesi gerekmektedir (Mekik ve Arslanoðlu, 2003). Tek referans alýcýsýyla yapýlan GZK’nýn bu kýsýtlamasýný aþmak amacýyla bilim ve teknoloji dünyasý sürekli arayýþ içinde olmuþ ve bu arayýþlarýn sonucunda GZK Aðý yöntemi ortaya çýkmýstýr.
GZK Aðý; santimetre doðluk saðlayan, gerçek zamanlý konumlama yapabilen ve taþýyýcý faz gözlemleri kullanan bir yöntem olup, alýcýlar arasý mesafeyi tek bazlý (tek referans alýcýlý) GZK sistemlerinin bir çok katýna çýkarmayý baþaran bir yöntemdir.
Modern GZK yöntemlerinin korunmasý gereken en önemli özelliði, saniyelerle ölçülebilen çok hýzlý tamsayý belirsizliði çözme zamanýdýr. GZK Aðý, SÖRÝ aðýndaki noktalardan oluþan statik referans alcýlarý arasýndaki tamsayý belirsizliklerini çözebilen bir veri iþleme programýna gereksinim duymaktadýr. Bu program, gerçek zamanda konumlama yapabilme, aralarýnda 50-100 km mesafe bulunan alýcýlardan gelen çiftli-farklar gözlemleriyle ve hatta bir kaç derecelik kesme açýsýndaki (cut-off angle) uydulardan gelen gözlemlerle (yüksek oranda sinyal yansýma hatasýyla yüksek gürültülü veri olasýlýðý nedeniyle) baþa çýkabilme yeteneðinde olmalýdýr.
GZK Aðý sisteminde veri iþleme programýna ek olarak veri toplama sistemine ve veri iletiþim sistemine gereksinim vardýr. Düzeltmelerin, ham ölçü verilerinin, her referans noktasýndaki sinyal yansýmalarýnýn, çok hýzlý IGS yörüngelerinin vb. gerçek zamanda yönetilmesi gerekmektedir. Veri iletiþim sistemine gelince, bunu iki yönlü olarak düþünmek gerekir: a) Ana Kontrol Ýstasyonu (AKÝ- veri iþleme programý ve veri arþivleme burada yapýlýr) ile çeþitli referans istasyonlarý arasýnda ve b) AKÝ ile gezici kullanýcýlar arasýnda.
GZK Aðý düzeltme mesajlarý oluþturulup gezici alýcýlara iletildikten ve alýcýda gerekli düzeltmeler yapýldýktan sonra gezici alýcý konumunu santimetre doðruluklu olarak belirlemektedir. Bu GZK Aðý düzeltme mesajlarý þu avantajlarý saðlamaktadýr:
• Yörünge hatalarýný ve iyonosferik gecikmeyi elimine etmekte;
• Troposferik gecikme, sinyal yansýmasý ve gözlem gürültüsü (birikme hatasý) hatalarýný azaltmakta;
• GZK, “orta uzunluk” olarak ifade edilen mesafelere kadar (100 km’ye kadar) uygulanabilmekte;
• GZK için düþük maliyetli tek-frekanslý alýcýlar kullanýlabilmekte;
• Düþük maliyetli GPS alýcýlarýyla çok yüksek doðruluklu uygulamalar (örn. Deformasyon izleme, jeodezik kontrol aðlarý) mümkün olabilmekte;
• GPS ile konumlamanýn doðruluðunu, güvenilirliðini, verimliliðini, hýzýný ve kullaným alanlarýný artýrmaktadýr.
GZK Aðý kullanýlarak elde edilen konumlama doðruluklarý, referans noktalarýnýn gezici alýcý etrafýndaki daðýlýmýna ve gezici alýcýnýn referans noktalarýna olan uzaklýðýna göre deðiþmekle birlikte 35 km’ye kadar olan gezici-referans noktasý uzunluklarýiçin ±1-5cm yatay doðruluklar bulunmuþtur. Yükseklikler için de 1.5-2 katý daha yüksek standart sapmalar elde edilmiþtir (Retscher, 2002; Wübbena vd., 2001).
GZK Aðýnda að bilgilerini transfer etme açýsýndan dört temel tasarým söz konusudur (Wanninger, 2002): a) Sanal Referans Ýstasyonu ve düzeltmelerinin oluþturulmasý, b) Sanal Referans Hücresi c) Alan Düzeltme Parametrelerinin oluþturulup yayýnlanmasý ya da d) Tüm referans istasyonlarýn ham verilerin yayýnlanmasý ve bunlarý kullanýcý alýcýnýn deðerlendirmesi. Bu dört temel tasarým aþaðýda kýsaca tanýmlanmýþtýr.
2.1 Sanal Referans Ýstasyonu (SRÝ):Günümüzde GZK konumlamasýnda referans noktalarý arasý mesafenin artýrýlmasýnda ve hata modellemesi açýsýndan en ileri yaklaþým Sanal Referans Ýstasyonu (SRÝ) adý verilen að oluþumudur. Bu oluþum ilk olarak Alman referans istasyon aðýnýn (SAPOS) bir kýsýmýnda kullanýlmýþtý (Landau, 2000; Trimble, 2001). Bu yaklaþýmýn adý, çoklu referans istasyonu aðýnýn gerçek gözlemlerinden “sanal” yani aslýnda var olmayan istasyona ait gözlemlerin oluþturulmasý olgusundan almaktadýr. Böylelikle referans istasyonundaki sistematik hatalar azalmakta ya da elimine olmakta; bunun sonucunda da GZK konumlamasýnda referans istasyona olan uzaklýk artmakta ve baþlagýç belirsizliðini çözme süresi kýsalmaktadýr. Bir GZK GPS gezici alýcýsý için SRÝ verisi oluþturabilmesi için alýcýnýn koordinatlarý yaklaþýk 100m doðruluklu olarak ana kontrol merkezine gönderilmelidir. Bundan dolayý kullanýcý ile kontrol merkezi arasýnda çift-yönlü iletiþim gereklidir. Ýletiþim genellikle GSM (Global System for Mobile Communication) telefonlarý kullanýlarak gerçekleþtirilmektedir; yakýn gelecekte bunun yerini UMTS (Universal Mobile Telecommunicaiton Service) alacaktýr.
Her hangi bir yere (konuma) iliþkin gözlemler kontrol merkezinde gerçek zamanlý düzeltme modelleri kullanarak oluþturulur ve sonra da RTCM formatýnda gezici istasyona aktarýlýr. Gezicide de standart GZK GPS algoritmalarý kullanýlarak konum elde edilir.
Sunucunun kapasitesine baðlý olarak, SRÝ servisine eþzamanlý olarak eriþim saðlayacak kullanýcý sayýsýnda bazý kýsýtlamalar söz konusudur. Piyasada bu tasarýmý kullanan Trimble/Terrasat’ýn ticari ürünü olarak The Trimble Virtual Reference Station kullanýlmaktadýr ve Leica da GZK Aðý konseptine uygun bir ürün piyasaya çýkarmak üzeredir (Vollath vd., 2000).
2.2 Alan Düzeltme Parametreleri (ADP):Ýyonosferik ve troposferik düzeltme terimleri ya da her referans istasyonunda her uydu için taþýcýyý faz ölçüsü düzeltmeleri gibi düzeltmeler SÖRÝ aðýndan gelen veriler kullanýlarak merkez iþleme sunucusunda oluþturulur. Ana kontrol istasyonunda, uydu yörünge hatalarý, uydu ve alýcý saati hatalarý ve iyonosferik kýrýlma gibi ana hata kaynaklarýný modelleme için düzeltme verilerinin kestirimi yapan yazýlým bulunmaktadýr. Gözlem verilerini modellemek için en az üç referans istasyonu gereklidir. Sonra Alan Düzeltme Parametreleri (Almanca FKP- Flächenkorrekturparameter) aðdaki üç referans istasyondan oluþan her üçgen için hesaplanýr.
Düzeltmeler, kullanýcý alýcýsýnda bir enterpolasyon modeli veya SRÝ oluþturmak için kullanýlabilmektedir ve düzeltme oluþturma algoritmalarý farklý olabilmektedir; ancak bir üretici firma RTCM 59 mesajýyla ADP bilgilerini yollama konusunda anlaþma yapmýþtýr (Wanninger, 2002).
Bu tasarýmda tek-yönlü iletiþim yeterli olmakta ve kullanýcý sayýsý yönünden bir kýsýtlama bulunmamaktadýr. Bu yöntem yeni bir veri formatý gerektirmekte ve yayýnlanan veri miktarý tek referans istasyonlu durumdan daha fazla olmaktadýr.
Bu tasarým Leica ve Geo++ tarafýndan GZK Aðý RTCM formatý olarak önerilmiþtir.
2.3 Sanal Referans Hücresi (SRH)Bu yöntemde, SRÝ‘de olduðu gibi kullanýcýdan gelen talep üzerine düzeltme modelleri kestirmek yerine, karelere ayrýlmýþ bir servis aðýndaki bir kare (hücre) için modeller kestirilmektedir (Retscher, 2002). Gezici alýcý bir hücreye tahsislenmektedir ve sanal istasyonun gezici istasyonun hareketlerini takip etme zorunluluðu yoktur. Gezici alýcý bir SRH’yý terkettiðinde yeni bir hücreye tahsislenmektedir. Her hücreye iliþkin mesafeye baðýmlý hatalarýn düzeltmeleri ana referans istasyonundan yayýnlanmaktadýr. Kullanýcý içinde bulunduðu hücreye ait düzeltmeleri enterpole eder ve gözlem verilerine uygulayarak konumunu gereçek zamanlý olarak belirler (Townsend vd., 2000).
Bu yöntemin temel avantajý, kullanýcý sayýsýnda bir sýnýr olmamasý ve gezici ile kontrol merkezi arasýnda çift-yönlü iletiþim gerekmemesidir. Ancak, konumlama doðruluðu, SRÝ yöntemi kullanarak elde edilebilecek doðruluktan düþüktür. Gerekli veri formatlarý henüz standartlaþtýrýlmamýþtýr.
2.4 Ham Veri Yayýnlama:Bu tasarýmda, ham ölçülerin (CMR veya RTCM 18/19 mesajlarý) ya AKÝ sunucusundan ya da çoklu (multiple) referans istasyonlarýnýn her birinden yayýnlanmasý esas alýnmaktadýr. Kullanýcý noktasýnda að düzeltmelerini elde etmek için kullanýcý kendi enterpolasyonunu yapar, SRÝ gözlemlerini oluþturur ve baz modunda konumunu hesaplar. Bu yüzden hesap yükü referans noktasýndan kullanýcý alýcýya kaymaktadýr (Euler vd., 2001).
Bu yöntemde de yeni bir veri formatý gerekmektedir ve tek-yönlü iletiþim yeterli olmaktadýr. Kullanýcý sayýsý açýsýndan bir kýsýtlama bulunmamaktadýr.
3 GZK Aðý Servisinin Bileþenleri
Þekil 1: GZK Aðýnda veri ve düzeltme akýþý
GZK Aðýnýn, kavramsal olarak kolay anlaþýlabilmesi için, üç temel birimden oluþtuðunu düþünmek mümkündür. Bunlar; veri toplama, veri iþleme/manipulasyonu ve veri iletiþimi birimleridir. (Þekil 1)
3.1 Veri Toplama BirimiBu birimde koordinatlarý duyarlýklý olarak bilinen referans noktalarýna konumlandýrýlan çift frekanslý GPS alýcýlarý bulunmaktadýr. Bu noktalarýn seçiminde, kesintisiz gözlem yapmaya olanak verme, elektriksel, manyetik ve yüksek yanstýcý yüzeylerin bulunduðu alanlardan kaçýnma gibi GPS ile konumlamanýn temel istekleri dýþýnda GZK Aðý konseptine uygunluðuna da dikkat edilmelidir.
Gerçek zamanlý GPS konumlamasý servisi genellikle GSM iletiþimi üzerinden yapýldýðý için bu noktalarýn seçiminde iyi GSM kapsama alanýnýn varlýðýna önem verilmektedir. Bununla beraber, noktalarýn tesis edileceði yerlerin güvenliði, elektrik ve telefon þebekelerinin varlýðý, ekipmanýn sürekli bakýmý açýsýndan kolaylýkla ulaþýlabilir yerlerde olmasý da yer seçiminin temel faktörleri arasýndadýr. Gerçi sabit telefon hatlarýna ek olarak, her hangi bir arýza durumuna karþýn, AKÝ ile bu noktalar arasýnda GSM iletiþim aðý oluþturmak yararlýdýr.
Referans noktalarý üzerinde 7/24 biçiminde sürekli ölçme yapýlacak sabit istasyonlardýr. Bu istasyonlarýn seçiminde, 80-100km civarýnda bir deðer olarak kabul edilen (Retscher, 2002) birbirlerine olan uzaklýklarý dikkate alýnýr. GZK ölçmeleri yapýlacak gezici noktalarýn sabit noktalarýn oluþturacaðý kapalý þeklin içinde kalmasý konumlama doðruluðunu artýrdýðý için (Alves vd., 2003) bu sabit noktalarýn tesisinde ölçme alanýný kapsamasý, diðer bir deyiþle ölçme noktalarýnýn sabit noktalar arasýndaki doðrultularýn içinde kalmasý, önemlidir. Bu noktalar yeni tesis edilebilecekleri gibi eski SÖRÝ noktalarýnýn GZK konumlamaya uygun hale getirilmesiyle de oluþturulabilmektedir; nitekim bir çok ülkenin GZK Aðý daha ucuz ve kolay biçimde dönüþümü mümkün olduðundan eskiden tesis edilen bu noktalardan oluþmaktadýr.
Bu noktalar (GPS antenleri), iletiþim ve güç kaynaðý olanaklarýna kolaylýkla ulaþabilme nedenlerinden ötürü genellikle binalarýn çatýlarýna tesis edilirler. Bu durumda bu noktalar için anten ile alýcý mesafesinin en kýsa olacaðý çatýnýn hemen altýna ya da yakýnýna GPS kabini monte edilir. GPS kabininin içinde çift frekanslý alýcý, modem, kesintisiz güç kaynaðý, vantilatör (fan), paratoner ve istasyon yazýlým paketi bulunmaktadýr (Bray ve Greenway, 2004).
3.2 Veri Ýþleme BirimiAKÝ (veri iþleme)veri toplama ref. ist. ref. ist. düzeltmelerin geziciye transferi gezici
Veri iþlemenin kalbinde ana kontrol istasyonundaki iþletim sistemi (hub server) bulunmaktadýr ve GZK Aðý çözümleri burada yapýlmaktadýr. Tüm GPS gözlem verileri burada toplanmaktadýr.
Veri iþleme zinciri, ISDN iletiþim hatlarý aracýlýðýyla doðrudan tüm referans istasyonlarýný kontrol eden bilgisayarla baþlar. Tüm referans istasyonlarýndan gelen GPS gözlemleri kaba hatalar için taranýr ve iletiþim bilgisayarýnýn içindeki dahili veri arayüzünün isteði doðrultusunda tekrar formatlanýr. Farklý anten modellerinin kullanýmýndan kaynaklanan sapmalar mutlak anten faz merkezi deðiþim parametreleri uygulanarak düzeltilir (Wübbena vd., 1996; Wübbena ve Willgalis, 2001).
Veri iþleme zincirinin sonraki adýmýnda, að çözümü hesabýnda kullanýlacak verileri iþleyen að bilgisayarý bulunmaktadýr. Að çözümünde referans noktalarýnýn koordinatlarý sabit tutulur. Að çözümü uygulamanýn temel nedeni baz uzunluðuna baðlý saçýcý ve saçýcý olmayan hatalarýnýn etkilerini aza indirmektir. Aktif iyonosfer saçýcý unsurlarý etkilerken, yerel troposferdeki deðiþimler ve yayýn efemerisinin gerçek uydu yörüngesinden olan sapmalar da saçýcý olmayan unsurlarý etkilemektedir. Tüm bu etkiler, merkezi iþletim sisteminde kullanýlan temel yazýlýmýn farklý modüllerinde modellenir ve kestirilir (Wübbena vd., 2001).
Zincirin son adýmýnda kestirilen bilgilere eriþimi olan ve bu bilgileri uluslararasý RTCM standartýna göre daðýtým formatýna çeviren bilgi daðýtým bilgisayarý bulunmaktadýr. Genelde kullanýlan daðýtým araçlarý GSM ve VHF bandlarýdýr. Mevcut GSM veri daðýtým yaklaþýmý kullanýcý ile bilgisayar merkezi arasýndan çift-yönlü bilgi transferine olanak tanýmaktadýr ve böylelikle bilgi isteyen kullanýcýnýn yakýnýnda bir konuma veriler yönlendirilebilmektedir (Cruddace vd., 2002).
Ýþletim merkezindeki ekipmanýn veri iþleme zincirindeki her baðlantý için yedeði bulunmalýdýr. Genel olarak bir sistem, tüm arazi iþleri için bilgi saðlama amacýyla birincil sistem olarak ayrýlýr. Birincil sistemde iþletim zorluklarý (örneðin donaným problemleri) oluþmasý durumunda sistem otomatik olarak kendini ikincil (yedek) sisteme geçirecektir. Böylelikle, iþleme merkezinde tüm GZK Aðý sisteminin çok yüksek biçimde güvenirliliði saðlanýr; ancak bu, her bir sabit referans istasyonunda oluþabilcek arýzalarý azaltmamaktadýr. Her hangi istasyonda oluþabilecek güç kesintisi ya da diðer öngörülemeyen arýza olmasý durumuna karþýn, tüm að arazi ölçmelerini en az etkileyecek biçimde yeterince saðlam biçimde kurulmalýdýr. Ýkincil iþletim zinciri, gerekli olduðunda, devreye girip bozulmuþ olan veri iþleme zincirini tam çalýþýr duruma getirecek olan otomatik iþletim prosedürünü çalýþtýrýr. Gerekli onarým yapýldýktan sonra tüm sistem çok kýsa süre birincil sistem devreye girip sistemin her zaman bir yedekle çalýþmasý saðlanýr.
3.3 Veri Ýletiþim BirimiUlusal bir GZK Aðýnda GZK sinyali referans istasyonu tarafýndan deðil merkez sunucu (hub) tarafýndan saðlanmaktadýr. Veri iletiþiminde en yaygýn biçimde VHF ve GSM ve hatta GPRS kullanýlmaktadýr.
Geliþmiþ ülkelerde radyo spektrumu çok kalabalýktýr, bu yüzden uygun VHF bandý bulmak oldukça zordur. Almanlar SAPOS’ta 2m’lik VHF bandý kullanmýþlar ve çok yüksek verim almýþlardýr. Ýngilizler OS’te bu mümkün olmadýðýndan 4m’lik VHF bandýný daðýtým sistemlerin kullanmak zorunda kalmýþlardýr ve bu da eksra maliyet getirmiþtir. Bu nedenle ulusal bir GZK Aðý tasarlarken iþin en baþýnda uygun yayýn frekanslarýnýn tahsisi gerekmektedir. Frekans tahsisinden baþka uygun yayýn noktalarýnýn bulunmasý da veri iletiþimi açýsýndan oldukça önemlidir.
Cep telefonu aðlarýnýn geliþtiði ülkelerde doðrudan daðýtým mekanizmasý olarak (düþük risk taþýmasý yönünden de) GSM görülmektedir. Düzeltmeler merkez iþletim sisteminden kullanýcýlara GSM aðý aracýlýðýyla ulaþtýrýlmaktadýr. Buradaki en büyük çekince, kullanýcýlarýn düzeltmeleri alýmý boyunca sisteme baðlý kalmak zorunda olmalarýndan dolayý her dakika için belli bir ücret ödemek zorunda kalmalarý gösterilebilir. Gerçi GPRS’in kullanýmýyla kullanýcýnýn baðlantý maliyeti önemli ölçüde azalmaktadýr. Kullanýcý GPRS ile baðlantý kurduðunda, ücreti baðlantýnýn tümü boyunca geçen süre için deðil aldýðý veri paketleri için ödemektedir.
Bununla beraber düzeltmeleri kullanýcýlara ulaþtýmak için baþka iletiþim çözümleri de bulunmaktadýr (Cruddace vd., 2002):
• Özel radyo frekansýnda yayýn yapma. Bu tür iletiþimin yüksek baþlangýç ve sabit maliyeti olmakla birlikte, kullanýmý kolay olup ulusal boyutta kapsama alaný saðlayabilmektedir.
• Ýridyum servisi aracýlýðýyla uydu baðlantýsý. Ýridyum servisinin fiyatlandýrma politikalarýnda çok ucuzlama görülmektedir. Yine de veri iletiþimi uzun mesafe kapsamýna gireceðinden hala yüksek maliyetli olarak görülebilir.
• Düzeltmeleri FM modülasyonuyla ya da Dijital Sesli Yayýn (Digital Audio Broadcast – DAB) ile yayýnlama. Bunun için mevcut radyo istasyonlarýndan yararlanmak mümkündür.
GZK Aðý kapsamýndaki referans istasyonlarý, veri iletiþim baðlantýsý (telsiz baðlantýsý veya yerel alan aðý (LAN) ya da internet vasýtasýyla kablolu baðlantý) kullanýlarak ana kontrol istasyonuna baðlanýr.
4 SonuçABD, Almanya, Kanada, Büyük Britanya, Ýsveç, Ýrlanda, Çin Halk Cumhuriyeti, Tibet, Ýtalya, Avustralya, Yunanistan, Hong Kong, Singapur gibi bir çok geliþmiþ ve geliþmekte olan ülkeler SÖRÝ’ler ile konumlamaya yýllar önce geçip günümüzde bu SÖRÝ’lerle gerçek zamanlý kinematik ölçmelere olanak saðlayan aðlar oluþturarak yararlanmaya baþlamýþlar. GZK Aðý oluþturarak tek-bazlý GZK’nýn mesafe kýsýtlamalarýndan (en fazla 10 km menzil kýsýtý) kurtulmak ve mesafeye baðýmlý hatalarýn etkisini azaltmak ve hatta elimine etmek mümkün olmuþtur.
GZK Aðý ile konumlama yapmak;
• yörünge hatalarýný ve iyonosferik gecikmeyi elimine etmekte;
• troposferik gecikme, sinyal yansýmasý ve gözlem gürültüsü (birikme hatasý) hatalarýný azaltmakta;
• “orta uzunluk” olarak ifade edilen 100 km’ye kadar mesafelere uygulanabilmekte;
• düþük maliyetli tek-frekanslý alýcýlar kullanýlabilmekte; düþük maliyetli GPS alýcýlarýyla çok yüksek doðruluklu (2-4cm) uygulamalar (örn. deformasyon izleme, jeodezik kontrol aðlarý) mümkün olabilmekte ve
• GPS ile konumlamanýn doðruluðunu, güvenilirliðini, verimliliðini, hýzýný ve kullaným alanlarýný artýrmaktadýr.
GZK Aðlarýnýn kullanýmý sadece jeodezik aðlarýn yüksek doðruluklu bir biçimde konumlanmasýyla sýnýrlý deðildir. Verimliliðin ve yüksek duyarlýðýn arandýðý her türlü mühendislik ölçme ve aplikasyonlarýnda, endüstriyel ölçmelerde, fotogrametri ve uzaktan algýlama için yer kontrol ve denetim noktasý üretiminde, taþýt takibi (ambülans, nakliye araçlarý gibi), mühendislik yapýlarýnýn deformasyonunun izlenmesinde, kadastro için üzerinden detay alýmýna uygun noktalarýnýn üretiminde ve bir çok alanda hýzlý, duyarlýklý, doðru sonuçlar elde etmek için kullanýlmaktadýr.
Bununla beraber GZK Aðýný oluþturan referans noktalarýnýn koordinatlarý sürekli düzeltildiði için ulusal bazda çeþitli aralýklarla klasik anlamda ülke aðý tesis etme ve ölçmeler yapma, bu aðlarý yenileme gibi zorunluluklar da ortadan kalmakta; bunun sonucu olarak da orta ve uzun vadede daha ekonomik çözüm üretmektedir. Tüm bu nedenlerden ve saðladýðý verim ve kolaylýklardan ötürü bir an önce ulusal GZK Aðý tesis edilmelidir.
Ç.Mekik
