GPS Nedir?

Türkçesiyle Küresel Konumlandırma Sistemi'ni, yani GPS'i çalıştıran gökyüzündeki donanım çoğumuz için bir gizemdir. Bununla birlikte, sürekli olarak gelişen ve hayatımızdaki yer artan GPS sistemi hakkında yakında çok daha fazla şey öğreneceğimiz kesin. Sonuçta, neden günümüzün tüm harika konum tabanlı servislerini mümkün kılan sistem hakkında daha fazla bilgi edinmeyelim ki? GPS, hemen hemen her akıllı telefonda mevcut olduğu için her gün, günlük kullanımımızın bir parçası haline gelmiş durumda. Şimdi gelin, GPS nedir, ne işe yarar ve nasıl çalışır, hep birlikte öğrenelim.
 

GPS Nedir, Ne İşe Yarar?

Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS açılımı: Global Positioning System) olarak da bilinen GPS, minimum 24 uydudan oluşan uydu tabanlı bir sistemdir. Bu uydular, Dünya yörüngesinde yaklaşık 20.000 km yükseklikte yer alır. Hava koşullarından bağımsız olarak dünya genelinde 7 gün 24 saat çalışır. Ayrıca kullanmak için herhangi bir kurulum ücreti veya abonelik ücreti talep etmez. GPS, aşağıdaki üç parçalı bileşenlerden oluşur:

• Uydular: Takımyıldızdaki yıldızlar gibi hizmet ederler.


• Yer istasyonları: Uyduları izler ve kontrol ederler. Yer istasyonları da konumlarını belirler.


• Alıcılar: Alıcılar sürekli olarak uydulardan gelen sinyalleri dinler. Son derece gelişmiş olan bu alıcılar, tam konumu bir inçten daha küçük bir oranda tanımlayabilir.

GPS Tarihçesi

Kuzey Amerika'da kullanılan küresel pozisyon sistemi ABD Savunma Bakanlığı tarafından başlatıldı. GPS tarihi, 1973'teki ilk GPS uydusuna kadar uzanıyor. Tabii o zamanlar sivil GPS alıcıları yoktu. Bu sistem, 1980'lere kadar halka açık hale gelmedi. Ve o zaman bile, kapsamı sınırlıydı. Sistem, 1995 yılına kadar 24 uydunun tamamıyla tam olarak işlevsel değildi. Ivan Alma, Gladys West, Brad Parkinson ve Roger Easton, GPS'i icat etmeleriyle tanınırlar. Bu sistemi oturtmak, kesinlikle bir grup çalışması ve çok fazla teknoloji gerektiriyordu. Sistemi bugünkü haline getirmek için yol boyunca pek çok bilim adamı katkıda bulundu. Aslında GPS fikri dolaylı olarak Rus uyduları sayesinde oluştu. ABD, Rusya'nın Sputnik uydusunu izliyordu. Yazımızın ilerleyen kısımlarında da değineceğimiz Doppler Etkisine dayanarak uydunun hareketlerini tahmin edebileceklerini keşfettiler. Bu, uydunun yaydığı radyo sinyallerindeki kaymalar sayesinde oldu. Daha fazla test sonucunda denizaltıların hareketini izlemek için de aynı bir teknolojiyi kullanabileceklerini keşfettiler. Bu bilgiyle donanmış Savunma Bakanlığı, hemen bir navigasyon sistemi oluşturmaya başladı. Bu aynı zamanda ilerleyen yıllarda güvenilir bir takip sistemi olarak da hizmet edecektir. Zamanlamalı ve menzilli ilk navigasyon sistemi oluşturuldu ve NAVSTAR GPS uydusu, 1978'de fırlatıldı.
 

GPS Nasıl Çalışır?

GPS, "trilaterasyon" adı verilen bir teknikle çalışır. Konum, hız ve yüksekliği hesaplamak için kullanılan trilaterasyon, konum bilgilerini çıkarmak için uydulardan sinyaller toplar. Bu kavram, genellikle mesafeleri değil açıları ölçmek için kullanılan üçgenleme ile karıştırılır. Dünya yörüngesindeki uydular, dünya yüzeyinde veya yakınında bulunan bir GPS cihazı tarafından okunmak ve yorumlanmak üzere sinyaller gönderir. Konumu hesaplamak için bir GPS cihazının en az dört uydudan gelen sinyali okuyabilmesi gerekir. Ağdaki her uydu günde iki kez dünyayı çevreler ve her uydu benzersiz bir sinyal, yörünge parametreleri ve zaman gönderir. Herhangi bir anda, bir GPS cihazı altı veya daha fazla uydudan gelen sinyalleri okuyabilir. Tek bir uydu, bir GPS cihazı tarafından alınan ve GPS sensörü ile uydu arasındaki mesafeyi hesaplamak için kullanılan bir mikrodalga sinyali yayınlar. Bir GPS cihazı sadece bir uyduya olan uzaklığı hakkında bilgi verdiği için tek bir uydu çok fazla konum bilgisi sağlayamaz. Uydular açılar hakkında bilgi vermez, bu nedenle bir GPS cihazının konumu, bir kürenin yüzey alanının herhangi bir yerinde olabilir. Bir uydu sinyal gönderdiğinde, GPS cihazından uyduya ölçülen yarıçaplı bir daire oluşturur. İkinci bir uydu eklediğimizde, ikinci bir daire oluşur ve konum, dairelerin kesiştiği iki noktadan birine daraltılır. Üçüncü bir uydu ile, cihaz üç dairenin kesiştiği noktada olduğu için nihayet konum belirlenebilir hale gelir. Bununla birlikte, üç boyutlu bir dünyada yaşadığımız için her uydunun bir daire değil bir küre ürettiğini söylememiz daha doğru olur. Üç kürenin kesişimi iki kesişme noktası oluşturur, bu nedenle de konum algılamada Dünya'ya en yakın nokta seçilir.
 

GPS Hakkında İlginç Bilgiler

1.  GPS'in orijinal fikri, LORAN ve Decca Navigasyon Sistemi'ne dayanır. Her ikisi de 2. Dünya Savaşı sırasında uzun menzilli gemi ve uçak navigasyonuna yardımcı olmak için kullanıldı.
2. Gökyüzündeki 31 GPS uydusu ABD'ye aittir. Her GPS uydusu, her 12 saatte bir dünya yörüngesinde döner.
3. GLONASS, GPS'in Sovyet versiyonudur ve 24 uydudan oluşur. Dünyadan 19.000 kilometre yükseklikte daha hızlı bir yörüngededirler ve 11 saatte bir dünya yörüngesinde dönerler.
4. Doppler Etkisi, GPS'de kullanılan temel ilkedir. GPS uydularından gelen sinyal frekansındaki değişiklikler, konumların ve hızın belirlenmesine yardımcı olur. Her şey belirli bir hızda iletilir - ışık ve ses gibi. Başka bir deyişle biri sana doğru koşuyorsa ve sana bir top attıysa, gelen topun hızı, onların hızı + ellerinden çıkan topun hızına eşittir. Eğer senden kaçarak sana bir top fırlatıyorlarsa, topun hızı = top hızı – onların hızı şeklinde bir formül oluşur. Bu, Einstein'ın Görelilik Teorisi'nin temelidir, zira bunu ışık hızıyla kanıtlamıştır.
5. GPS gelmeden önce donanma navigasyon sistemi kullanılıyordu. Hızlı bir navigasyon sistemine olan ihtiyaçları, onları uyduları kullanan navigasyon sisteminin mümkün olup olmadığını düşünmeye zorladı.
6. 1983'te Sovyetler Birliği, Kore Havayolları uçuşunu Sovyet hava sahasında hareket ederken düşürdü. Bu olay, Ronald Reagan'ın GPS'e ücretsiz erişim sağlamasına neden oldu.
7. Sovyetler Birliği 1957'de Sputnik'i fırlattığında, iki Amerikalı fizikçi uydunun sinyal iletimini izlemeye başladı. Doppler etkisi ile yörüngesindeki uyduyu belirleyebileceklerini anladılar.
8. Önceleri GPS'in adı Navstar'dı. İlk Navstar uydusu 1978'de fırlatıldı. Tamamen inşa edilmiş ilk uydu ise 1989'da açıldı.
9. GPS, 1996 yılında otomobillerde kullanılmaya başlandı.
10. GPS'in yalnızca navigasyonla ilişkili olduğunu düşünüyorsan bir hayli yanılıyorsun. GPS'i en doğru zamanı belirlemek için de gayet kullanabilirsin. Her uydu, GPS'in doğru zamanı iletmek için kullanabileceği zaman sinyallerine ve atomik saatlere sahiptir. Bu süre GPS işlevi için kritik öneme sahiptir ve ona, yer alıcı cihaza mesafesini ve konumunu hesaplama yeteneği sağlar.
11. Bir adam, adı 'Ev Gibisi Yok' olan bir çift ayakkabı icat etti. Ayakkabının topuklarını üç kez birbirine vurduğunda otomatik olarak onu eve götüren yerleşik GPS'leri var.
12. GPS teknolojisi için mevcut dünya pazarı yaklaşık 2 milyar doların üzerindedir. Önümüzdeki on yıl içinde 30 milyar doların üzerine çıkması bekleniyor.
13. Akıllı telefon kullanıcılarının %74'ünden fazlası gerçek zamanlı konum elde etmek için GPS kullanıyor.
14. Diğer cep telefonlarının konumunu paylaşmak ve izlemek için telefonun GPS koordinatlarını kullanabilirsin.

Ayrıca giyilebilir teknoloji ile ilgili son trendleri konu aldığımız yazının bağlantısını da buraya bırakmış olalım. Meraklılarına duyurulur!