HARİTALAMA ESASLARI VE GPS.

Transkript

1 HARİTALAMA ESASLARI VE GPS 1

2 İÇERİK -GİRİŞ -ÖLÇEK, GEOİD VE ELİPSOİT -KOORDİNAT SİSTEMLERİ -PROJEKSİYON -UTM SİSTEMİ -GPS KULLANICI ARABİRİMİ 2

3 GİRİŞ Harita, konu aldığı bölgenin topografyası ya da bu bölge ile mekansal olarak ilişkili diğer konular (bu bölgenin jeolojisi, jeomorfolojisi, iklimi, trafiği, yeraltı kaynakları, değişik bakış açılarından ekonomisi vb.) hakkında bilgi veren kartoğrafik bir üründür. GPS (Global Positioning System; Küresel Konumlama Sistemi), Dünya üzerinde herhangi engelsiz bir görüş hattında, dört veya daha fazla uydusu ile her türlü hava koşulunda yer ve zaman bilgileri sağlayan uzay tabanlı uydu navigasyon sistemidir. Dünya genelinde kullanılan pek çok koordinat sistemi, GPS kullanırken de sorun olmaktadır. GPS sisteminin nasıl çalıştığını anlamak için bazı temel haritacılık terimlerinin bilinmesi gereklidir. 3

4 Ölçek Haritalarda küçültmeyi gösteren orana ölçek denir. Haritalar dünyanın ölçekli modelleridir. Harita ölçeği bir oranı ifade eder. Örneğin 1/100 ölçekli bir haritada, haritadaki 1 cm gerçek dünyada 100 cm demektir. Ölçeklendirmede birim önemli değildir, yani haritadaki bir 1 inç, gerçekte 100 inç de denebilir. Önemli olan birimleri birbirine karıştırmamaktır. Haritalar genelde büyük ölçekli veya küçük ölçekli olarak adlandırılırlar. Büyük ölçekli haritalar daha detaylı bilgi içerirler. Küçük ölçekli haritalar ise daha geniş alanları gösterirler. Örneğin, 1/5000 lik bir harita 1/ lik bir haritaya göre büyük ölçekli bir haritadır. 4

5 Geoid Ortalama deniz yüzeyi veya eşpotansiyel yüzey olarak tanımlanır. Ortalama deniz yüzeylerinin karalarında altında devam ettiği varsayılan yüzeydi Karmaşık yeryüzünün fiziksel tanımıdır Sonsuz sayılı parametreler ile tanımlanabilir. Matematiksel bir şekil değildir. K.Amerika Topoğrafya Avrupa G.Amerika Afrika 5

6 6

7 Türkiye Geoidi 1999 (TG-99) 7

8 Elipsoid Elips, matematiksel bir şekildir; Büyük yarı eksen (a) ve Küçük yarı eksen (b) veya Basıklık (f) = (a-b)/a ile tanımlanır. Basit bir geometrik yüzeydir. b a Yeryüzünü matematiksel olarak tanımlamakta kullanılır. 8

9 Hangi elipsoit seçilmeli N N Topografya K.Amerika O 1 O 2 G.Amerika Afrika 9

10 The World Geodetic System 1984 (WGS84) Yeryüzüne en iyi uyan elipsoit. a = 6,378, m N Topografya 1/f = K.Amerika Avrupa G.Amerika Afrika 10

11 Lokal ve Global Referanslandırma : Datum Datum, herhangi bir noktanın yatay ve düşey konumunu tanımlamak için başlangıç alınan referans yüzeyidir. Datum, Yer in şeklini ve boyutunu tanımlayan bir referans sistemidir. Yatay datum: Koordinatlar için referans alınan başlangıç yüzeyi Düşey datum: Yükseklikler için referans alınan başlangıç yüzeyi Bir datum; elipsoidi, enlem-boylam oryantasyonu ve fiziksel bir orijin ile tanımlanır. 11

12 DATUM PARAMETRELERİ 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 Koordinat Sistemleri Koordinatlar, bir noktanın belirli bir referans sisteminde konumunu tanımlayan doğrusal ve açısal büyüklüklerdir. Bir koordinat sistemini tanımlamak için: Başlangıç noktasını (origin) Dönüklüğünü (orientation) Birimini (units) tanımlamak gerekir. Coğrafi Koordinat Sistemi Kartezyen Koordinat Sistemi Projeksiyon Koordinat Sistemi 17

18 Coğrafi Koordinat Sistemi Yeryüzü üzerindeki bir noktanın konumunun enlem ve boylam büyüklükleri ile referans elipsoidine göre tanımlandığı sistemdir. Yer in merkezi başlangıç noktasıdır. Yer 180 adet paralel ve 360 adet meridyen dairesi ile ifade edilir. Londra Greenwich Gözlemevi nde bulunan gök dürbünün ekseninden geçtiği varsayılan 0 başlangıç meridyeninin doğusundakiler doğu meridyenleri, batısındakiler batı meridyenleridir. Ekvatorun kuzeyindeki paraleller kuzey paralelleri, güneyindekiler güney paralelleridir. Boylamlar başlangıç meridyeninden itibaren doğu yönünde ve batı yönünde artarlar. Dolayısıyla 180 Doğu ve 180 Batı boylamına sahip meridyenler aynı meridyendirler. Bu meridyen tarih değişim meridyeni olarak kullanılır. 18

19 19

20 Kartezyen Koordinat Sistemi Karşılıklı birbirine dik 3 referans düzlemi tarafından tanımlanan ve uzayda yer alan noktaların tanımlandığı bir koordinat sistemidir. 20

21 Projeksiyon Koordinat Sistemi Projeksiyon, fiziksel yeryüzünün koordinatlar ile tanımlanmış geometrik bir yüzey üzerine, matematik bağıntılar ile iz düşürülmesidir. Yerküre nin tamamı veya bir bölümü harita üzerine aktarılırken projeksiyon sistemleri kullanılır. Projeksiyon Koordinat Sistemi, Coğrafi Koordinat Sisteminin bir projeksiyon metodu ve ona ait parametreler kullanılarak yapılan transformasyonunun sonucudur. Projeksiyon Koordinat Sistemi, 2 boyutlu düzlem yüzeydir. Küresel bir yüzeyin düzlemsel bir yüzeye izdüşümünde, metod ne olursa olsun, düzlemsel görüntüde daima bir bozulma (deformasyon) vardır. 21

22 Projeksiyon, açılabilir bir yüzey üzerine yapılır. Açılabilir yüzey olarak: * Düzlem * Silindir * Koni alınır. 22

23 23

24 24

25 UTM Projeksiyonu (Universal Transverse Mercator) Dünya, başlangıç meridyenleri 6 de bir değişen 60 dilime (zone) ayrılır ve referans enlemi ekvatordur. Her dilimin enlem genişliği 84 kuzey, 80 güney enlemidir. Her dilimin ayrı bir koordinat sistemi vardır. Dilim orta meridyenleri X ekseni, ekvator da Y eksenidir. İkisinin kesişimi başlangıç noktasıdır. X değerleri dünyadaki uzunluklarla aynı, Y değerleri ise dünyadakinden biraz büyüktür. Bu farkı azaltmak için X,Y değerleri ölçek faktörü mo = 0,9996 ile çarpılır. Y değeri başlangıç meridyeninin solunda negatif olur. Bundan kurtulmak için Y değerine eklenir. Bu durumda koordinatlara Sağa ve Yukarı değer denir. Uzunluk birimi metredir. Projeksiyonda, teğet meridyen boyunca dünya üzerindeki uzunluklar projeksiyondaki uzunluklara eşit olur. Teğet meridyenden uzaklaştıkça deformasyon artar. 25

26 Türkiye, doğu boylamları ve kuzey enlemleri arasındadır. Boylam farkı 19 dir. Bu nedenle, 6 lik 4 dilim (4 ayrı koordinat sistemi) vardır. 6 lik dilimler için dilim orta meridyenleri (DOM): 27, 33, 39, 45 Yukarı değerler (X): ekvatordan başladığı için m civarındadır. Sağa değerler (Y) 6 için: m arasındadır. 26

27 27

28 28

29 29

30 - GPS (Global Positioning System) 24 GPS uydusu, yaklaşık Km de, 6 yörünge üzerindedir. GPS alıcısı bu uydulardan yayınlanan sinyalleri alıp, işleyerek kullanıcının dünya üzerindeki o anki konumunu rakamsal olarak ifade eder. Alıcı ve program arayüzleri ile bu sistem farklı alanlarda kullanılmaktadır; Araç, gemi, uçak, inşaat ve tarım makineleri, cep telefonları ve konuma ihtiyaç duyan diğer cihazlar. Konumlama için uygun dağılımlı en az 4 uydu gerekir. 30

31 GNSS (Küresel Uydu Navigasyon Sistemi) Uydularla konum belirleme sistemleri ile bulunduğumuz yerin ya da yeryüzündeki herhangi bir yerin koordinatlarını gerçek zamanlı ve çok hassas olarak belirlemek günümüzde olanaklı hale gelmiştir. Uydularla konum belirleme sistemleri denince akla Amerika Birleşik Devletleri'nin GPS sistemi gelmektedir. Bununla birlikte Avrupa Birliğinin GALILEO, Rusların GLONASS ve Çinlilerin COMPASS uydu sistemleri de kurulmuş veya kurulmaktadır. Bütün gelişmiş ülkeler artık yaşamın hemen her alanında bu uydu ölçülerini kullanmaktadır. Bu uydu sistemlerinin birlikte kullanılması GNSS (Global Navigation Satellite Systems) olarak isimlendirilmektedir. El GPS leri ve hassas GPS ler uydulardan aynı sinyalleri alırlar. GPS sinyalleri çeşitli hata kaynakları içerir (saat, atmosfer, yansıma vb.). El GPS leri uydu sinyallerindeki hataları düzeltemeden koordinatları elde ederken, hassas GPS ler yeryüzündeki sabit bir noktadan düzeltme değeri alarak koordinat hesaplamaktadırlar. 31

32 El tipi GPS Günümüzde pek çok farklı firma el GPS i üretmektedir. Tüm el GPS lerinin temel özellikleri aynıdır. Biz Magellan explorist 500 modelini inceleyeceğiz. 32

33 GPS BİRİMİ ve STANDART AKSESUARLARI 33

34 GPS BİRİMİ ve STANDART-OPSİYONEL AKSESUARLARI Şarjlı Li-ion Pil Bele de takılabilir Taşıma Kılıfı Li-ion Pil Şarj Cihazı 34

35 - DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR Batarya Kapağı Batarya Kullanımı Sinyal Alımı ve Tutuş Pozisyonu Koordinat Sistem ve Datum Ayarı Hafıza Silme Yedekleme CD si Dosya-Dizin Yapısı 35

36 -KULLANICI ARABİRİMİ 36

37 -KULLANICI ARABİRİMİ AÇ/KAPA Butonu: Alıcıyı açar ve kapatır. IŞIK Butonu: Ekran aydınlatmasını açar ve parlaklığını ayarlar. ENTER: Kabul anlamına gelir. Seçili bir menüye girişi sağlar. ESC: İptal anlamına gelir. Ayrıca ekranlar arası dolaşımı sağlar. ZOOM IN: Harita ekranındaki ölçeğin büyütülmesini sağlar. ZOOM OUT: Harita ekranındaki ölçeğin küçültülmesini sağlar. MENU: Menülerin seçimini ve gerekli ayarların yapılabilmesini sağlar. MENU butonuna basıldıktan sonra ilgili menüye gitmek için Joystick ve seçmek için ENTER tuşları kullanılabilir. NAV: Ekranlar arasında dolaşımı sağlar. ESC geri ve NAV ileri şeklinde ekranlar arasında dolaşılabilir. MARK: Cihaz hafızasına nokta kaydı için kullanılır.. GOTO: Hafızadaki noktalara gidiş için nokta seçiminde kullanılır.. JOYSTICK: Menüler arasında veya harita ekranı üzerinde gezilebilmesini ve ekranda var ise noktanın ENTER ile seçilebilmesini sağlar. 37

38 -exp 500/600 Batarya ve Kart Yuvası 38

39 -Batarya ve Kartın Takılışı 39

40 -Şarj İşlemi 220 V adaptörünün takılışı 220 V adaptörden şarj USB adaptöründen şarj 40

41 -İlk Açılış 41

42 -Ekranlar ESC ESC ESC NAV NAV NAV ESC ESC ESC NAV NAV NAV 42

43 - Koordinat Ekranı Koordinat bilgilerini, batarya durumunu, saat ve tarihi gösteren bilgi ekranıdır 43

44 -Uydu Ekranı Bu ekran konum hesaplanması için erişilen uydular hakkında bilgi veren ekrandır. 44

45 -Harita Ekranı Cihaz içerisindeki yüklü olan haritaları gösterim amaçlı kullanılır. Hız ve istikamet bilgilerini görüntüler. 45

46 -Pusula Ekranı Bu ekranda istikamet/doğrultu bilgilerinin yanında ayrıca 2 adet değiştirilebilir seyrüsefer bilgisi de bulunmaktadır. 46

47 -Koordinat Sistemi Ayarlanması ED50-6 Derece UTM (1: ölçekli harita sistemi / Askeri) Menu Ayarlar Harita Birimleri Koordinat Sistem : UTM Harita Datumu : EUR50 47

48 -Nokta Kaydı Yeterli uydu ile bağlantı kurulmadan MARK tuşuna basılırsa sağdaki uyarı ekranı gelir. Burada Evet seçilirse ortadaki normal kayıt ekranı görünür. Ancak, kayıt ekranında görünecek değerler cihazın hafızasında kalmış olan değerlerdir ve bulunulan yerle çok farklı değerlere sahip olabilirler. Kayıt seçeneği üzerindeyken ENTER a basılır ve kayıt cihazın hafızasındaki varsayılan nokta dosyasına (Default POI File) yapılır. 48

49 Nokta Kaydı Eğer Farklı Kaydet seçeneği tercih edilirse kullanıcı tarafından belirlenecek yere (SD karta önerilir) dosya dizin açılarak kayıt yapılabilir. Fakat yeni nokta dosyası Menü Ayarlar Dosya Seç Noktalar menülerinden Aktif yapılıncaya kadar ekranda görünmez. Her bir nokta dosyası sorgulamanın hızlı olabilmesi için 500 er adet nokta kayıt kapasitesine sahiptir. Bu nokta dosyasına kayıt 500 adet olmadan farklı bir dosyaya kayda devam edilmelidir. Bu şekilde yüzlerce farklı dosyaya kayıt işlemi yapıldığından kayıt kapasitesi yüzbinleri aşmaktadır. 49

50 Nokta Kaydı Kayıt ekranında muhtelif minik pencereler bulunur. Bunların bazıları çoktan seçmeli bazıları da yeniden yazılabilir durumdadır. Değişiklik yapmak için ÇUBUK (JOYSTICK) ile üzerine gidilir ve ENTER a basılır. Minik pencerelerin detaylı açıklamaları şu şekildedir; Gör: Noktanın harita ekranında görülüp görülmemesini sağlar. İkon: Noktaya özel bir simge vermek için kullanılabilir. Toplam 42 adet ikondan birisi seçilebilir. İsim: Noktaya verilen ismin olduğu penceredir. 20 karaktere kadar isim girilebilir. MARK tuşuna basıldığında cihaz otomatik olarak NKT001 ismini getirir. Bu nokta isimi ile kayıt yapıldığında bir sonraki kayıtta otomatik isim ardışığı olan NKT002 olacaktır. Nokta numarasında değişiklik yapabilmek için ÇUBUK ile üzerine gidilir, ENTER a basılır ve alttaki klavye ekranı görünür. Klavye ekranında ÇUBUK ile harflerin üzerinde dolaşılır ve yazılacak her bir harften sonra ENTER a basılır. Bu işlem sağda belirtildiği üzere 20 karaktere kadar yapılabilir. En son olarak Tamam seçilip kayıt ekranına dönülür. 50

51 Nokta Kaydı Konum: Koordinatın olduğu penceredir. Burada görülen koordinat; - yeterli sayıda uydu görülüyorsa MARK tuşuna basıldığı andaki koordinattır, - yeterli sayıda uydu görülmüyorsa en son hesaplanan yani hafızada kalan en son koordinattır. Yukarıda belirtilen koordinatın hafızada aynen saklanması isteniyorsa, herhangi bir değişiklik yapılmadan Kayıt ın üstüne gelinir ve ENTER a basılır. Yükseklik: Bulunulan noktanın ortalama deniz seviyesinden olan yüksekliğini verir. Değişiklik yapmaya genelde ihtiyaç duyulmaz. Mesaj: Kaydedilecek noktaya ait detaylı bilgilerin girilebileceği alandır. Mühendislik uygulamalarında öznitelik veri girişi olarak da kullanılabilir. Örneğin; Kuyu derinliği 45 m dir veya Alterasyon çok gibi ilave bilgiler eklenebilir. Buraya toplam 46 karakter bilgi girilebilir. 51

52 -Noktaya Git (Go To) Noktaya gidiş için tuş takımındaki GOTO tuşuna basılır ve yandaki pencere ekrana gelir. Bu pencerede, kullanıcının kaydettiği veya haritaların içerdiği noktaların listesi görünür. Kullanıcı kaydettiği noktalara Kayıtlı noktalar seçeneğinin üstüne gelip ENTER a basarak erişir. Bu sayfada ayrıca nokta listesinin, alfabetik veya en yakına göre sıralanacağı seçeneği de bulunur. ÇUBUK sağ veya sola hareket edilerek En Yakın veya Alfabetik seçeneklerinden biri seçilir. Kayıtlı noktalar, Alfabetik olarak seçilip ENTER a basıldıktan sonra yandaki pencere ekrana gelir. Ekranda iki parçalı pencere vardır, üst tarafta ÇUBUK yukarı-aşağı ve sağa-sola hareket ettirilerek nokta ismi bulunur. Aşağıda da üstte seçilen harflere uyan noktalar listelenir ve ENTER a basılır. 52

53 -Noktaya Git (Go To) Nokta ismi tam olarak bilinmiyorsa, imleç üstte iken ve ÇUBUK ile herhangi bir değişiklik yapmadan ENTER a basılarak alt pencereye geçilir ve istenilen nokta seçilir. Alt pencerede noktalar üzerinde gezilirken, hedef noktanın durulan noktaya olan mesafesi ve kuzeyden olan sapma açısı görülebilir. Seçim yapıldıktan sonra (gerekiyorsa) ESC veya NAV butonlarına basılarak PUSULA ekranına gidilir, grafik ve nümerik bilgilerden faydalanılarak hedef noktaya varılır. Pusula ekranında iki adet nümerik ve bir adet grafik bilgi bulunur. Bu nümerik bilgiler gerekirse başka bilgilerle yerleri değiştirilebilir (Menu Bilgi Değiştirme) Yandaki örnek penceredeki nümerik bilgi ekranlarının sağında bulunan Kalan Mesafe hedef noktaya olan mesafe bilgisini gösterir. 53

54 -Noktaya Git (Go To) Pusula da ise, - K, D, G, B harfleri Kuzey, Doğu gibi yönleri, şeklindeki düşey dik çizgi hareket edilen doğrultuyu, - Pusulanın kırmızı ucu hedef noktanın doğrultusunu, - Güneş ve Ay ikonları da Ay ve Güneşin nerede olduğunu, gösterir. Doğrultuların doğru olarak gösterilebilmesi için; - ya Güneş veya Ay ikonlarının, cihaz yatay tutulurken Güneş veya Aya yönlendirilmesi - yada en az yürüyüş hızında hareket edilmesi gerekir. Daha önceden Noktaya Git için yukarıda anlatıldığı gibi hedef nokta seçilmiş durumdayken, yeni Noktaya Git işlemi için nokta atanacağı zaman tekrar GOTO tuşuna basıldığında yandaki pencere görülür. Bu pencerede uygun olan seçenek ile işleme devam edilir. Yeni nokta atama işlemi Yeni GİT ile yapılabilir, veya GİT İptal ile mevcut navigasyon işlemi iptal edilip seçilmiş noktaya olan Noktaya Git çizgisi GPS harita ekranından silinir. 54

55 - İz Kaydı ve Ayarları İz Kaydı işlemi yapılmadan önce, iz kaydının verisinin hangi sıklıkta toplanacağı belirlenmelidir. Harita ekranında iken, menü harita ayar iz modu kısmından verinin toplanma sıklığı seçilir. Detaylı otomatik veya 0.01 KM önerilir. Bu işlemi bir defa yapmak yeterlidir. 55

56 - İz Kaydı ve Ayarları İz kaydı yapmak için herhangi bir ekranda; menü iz kaydı seçeneğine gelinir. Gelen ekrandan aktif iz seçilir ve açılan pencerede yeni iz seçilerek veri toplamaya başlanılır. Veri toplama sırasında başka ekranlara da geçiş yapılabilir, harita ekranından iz çizgisi görülebilir. iz kaydı durdurulabilir ve kayda devam edilebilir. Veri toplama işlemi bittikten sonra, menüden iz kaydına ulaşılır ve kaydetme (veri toplama) durdurulur. Aktif iz kayıt seçeneğinde, veriyi kayıt edeceğimiz yeri belirleme ekranı çıkar ve istenilen klasöre, belirlediğimiz bir dosya ismiyle kayıt yapılır. 56

57 İLGİNİZE TEŞEKKÜRLER MURAT ÇİFTCİ Harita Mühendisi KASIM-2015 ANKARA 57