HARİTA DAİRESİ BAŞKANLIĞI. İSTANBUL TKBM HİZMET İÇİ EĞİTİM Temel Jeodezi ve GNSS

Transkript

1

2 HİZMET İÇİ EĞİTİM MART 2015 İSTANBUL TAPU VE KADASTRO II.BÖLGE MÜDÜRLÜĞÜ

3 SUNUM PLANI 1- Jeodezi 2- Koordinat sistemleri 3- GNSS 3

4 JEODEZİ Jeodezi; Yeryuvarının şekil, boyut, ve gravite alanı ile zamana bağlı değişimlerinin 3 boyutlu bir koordinat sisteminde tanımlanmasını amaçlayan bir bilim dalıdır. Jeodezinin konuları; ölçme yöntemleri ve donanımları ile teorik esas ve hesaplamalardır. 4

5 JEODEZİ Yer in gerçek şekli GEOİD dir. Geoid; karaların altında da devam ettiği varsayılan durgun deniz yüzeyleridir. Geoid, geometrik olarak tanımlanamadığı için hesap yüzeyi olarak farklı yüzeyler kullanılır. 5

6 Geometrik ve fiziksel yüzeyler JEODEZİ 6

7 JEODEZİ 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 yüzeyidir. Datum parametreleri; Referans Elipsoidi ve başlangıç noktasının koordinatları ve dönüklüklerdir. 7

8 JEODEZİ DATUM: Yükseklik belirleme, Düşey Datum. 8

9 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Koordinatlar, bir noktanın belirli bir referans sisteminde konumunu tanımlayan doğrusal ve açısal büyüklüklerdir. Bir koordinat sistemini tanımlamak için: Başlangıç noktasını Dönüklüğünü Birimini tanımlamak gerekir. 9

10 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Coğrafi koordinat sistemi: Yeryüzü üzerindeki bir noktanın konumunun enlem ve boylam büyüklükleri ile referans elipsoidine göre tanımlandığı sistemdir. Yer in merkezi başlangıç noktasıdır. Londra Greenwich Gözlemevi nde bulunan gök dürbünün ekseninden geçtiği varsayılan sıfır başlangıç meridyenidir. 10

11 Coğrafi koordinat sistemi: KOORDİNAT SİSTEMLERİ 11

12 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Kartezyen koordinat sistemi: Karşılıklı birbirine dik 3 referans düzlemi tarafından tanımlanan ve uzayda yer alan noktaların tanımlandığı bir koordinat sistemidir. 12

13 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: Fiziksel yeryüzünün geometrik bir yüzey üzerine izdüşürülmesidir. Yerküre nin tamamı veya bir bölümü harita üzerine aktarılırken projeksiyon sistemleri kullanılır. Coğrafi Koordinat Sisteminin bir projeksiyon metodu ve ona ait parametreler kullanılarak yapılan transformasyonunun sonucudur. Projeksiyon Koordinat Sistemi, 2 boyutlu düzlem yüzeydir. 13

14 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: 14

15 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: Projeksiyon açılabilir yüzey üzerine yapılır. Düzlem Silindir Koni 15

16 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: Projeksiyon yüzeyinin konumuna göre sınıflandırılması. Eğik konumlu projeksiyonlar Düz-kutupsal konumlu Transversal (Ekvatoral) konumlu 16

17 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: UTM (Universal Transverse Mercator) PROJEKSİYONU Çok büyük yüzeye sahip bölgelerin, planlar üzerine düzgün olarak yerleştirilmesi için, genellikle dilim (zone) olarak adlandırılan şeritlere bölünmesi gerekmektedir. UTM, bu yöntemi kullanmaktadır. Projeksiyon yüzeyinin küreye değdiği bölgedeki uzunluk deformasyonu, başka bir değişle ölçek faktörü m 0 =1 olur. Bu değer teğet meridyenden uzaklaştıkça büyür. 6 0 lik dilim genişliğinde m 0 ölçek faktörü değerini alır. 17

18 KOORDİNAT SİSTEMLERİ Projeksiyon koordinat sistemi: Sonuç olarak; Yer kontrol noktalarının enlem ve boylam değerlerinden (φ, λ lardan); GRS80 elipsoidinde, ITRF96 datumunda ve Gauss- Krüger koordinat sisteminde projeksiyon Xg, Yg koordinatları hesaplanır. Eğer 1:5000 ve daha büyük ölçekli çalışılacaksa 3 0 lik dilimde sağa=yg ; yukarı=xg olur. Eğer orta ölçekte örn. 1:25000 ölçekli çalışılacaksa sağa=(d.n.)[yg.(0.9996) ] şeklinde koordinatlar elde edilir. 18

19 GNSS Günümüzde bir çok alanda kullanılan uydu bazlı konum belirleme sistemleri ilk olarak ABD tarafından oluşturulan GPS (Global Positioning system) ile başlamıştır. GPS le eş zamanlı olarak o zaman ki adıyla SSCB nin geliştirdiği diğer bir sistemde GLONASS olmuştur. Bu sistemlere eş olarak Avrupa Birliği de GALILEO ismini verdiği bir çalışmaya başlamış fakat henüz tamamlanamamıştır. GNSS (Küresel Yönbulum Uydu Sistemi); Her hangi bir zamanda, dünyanın her hangi bir yerinde bulunan bir kullanıcının konumunu belirleyen ve en az 4 uydudan kod-faz varış zamanının ölçülmesi esasına dayanan bir uydu ölçme sistemidir. 19

20 GNSS - Bölümleri Uzay Kullanıcı Kontrol 20

21 GNSS Uzay Bölümü Güç; Güneş paneli, Ni-cd piller. Zamanlama; 4 atomik saat. 21

22 GNSS Uydu yörüngeleri 6 yörünge düzlemi üzerinde 24+4 uydu, Yörüngeler yeryüzüne yaklaşık 20,200 km uzaklıkta, Uydular yörünge üzerindeki turlarını yaklaşık 12 saatte tamamlar, Uydular yaklaşık olarak her gün 4 dakika daha erken doğar 22

23 GNSS Uydu Konumlama GPS uyduları iki frekansta radyo sinyali yayınlar; * L1: MHz (C/A and P/Y coded) * L2: MHz (P/Y code) 2 servis sağlayıcı; * Standard Positioning Service (SPS) * Precise Positioning Service (PPS) Radyo sinyaller; * Bir birine benzemeyen pseudorandom kod * Ephemeris bilgisi * Saat ve saat düzeltme bilgisi * Sistem zamanı * Durum mesajı * Almanac bilgisi 23

24 GNSS Uydu Konumlama 1 uydu 2 uydu 3 uydu 24

25 GNSS Uydu Konumlama 4 uydu Latitude Longitude Height Time veya X, Y, Z, t 25

26 GNSS Kontrol Bölümü İzleme İstasyonları 26

27 GNSS Kontrol Bölümü İzleme İstasyonları Yörüngeler hassas olarak ölçülür. Uydu saat düzeltmeleri hesaplanır. Kestirilen yörünge bilgileri (Almanac) ile gerçek yörünge bilgileri arasındaki farklılıklar ABD deki ana kontrol istasyonu tarafından uyduya geri gönderilir. 27

28 GPS uyduları tarafından gönderilen verileri alabilen GPS alıcıları ve bunların fonksiyonel parçalarından oluşmaktadır. Uygulamalar: GIS Veri Toplama Araç Takibi Navigasyon Ölçme Acil Servisler Havacılık Deformasyon Tarım Fotogrametri Doğa Sporları... GNSS Kullanıcı Bölümü 28

29 GNSS Çalışma Prensibi GPS alıcısı kendi konumunu uydulara olan uzaklığını hesaplayarak ölçer. 29

30 Sinyalin uydu ile GPS alıcısı arasında seyahatindeki zamanı ölçme Işık hızı x seyehat süresi = Uzunluk GNSS Çalışma Prensibi 3D konumlama (latitude, longitude and altitude) için en az 4 uyduya ait uzunluk ölçüsüne gereksinim vardır. Ölçülenler ise; Latitude (Enlem), Longitude (Boylam), Altitude (Yükseklik) ve Time (Zaman) 30

31 GNSS Çalışma Prensibi Dilution of precision (DOP) Duyarlılık bozukluğu En güzel uydu dağılımı en güzel geometriyi oluşturur. DOP un düşük olmasını isteriz. DOP: HDOP: Duyarlılığın Yatay Bozukluğu VDOP: Duyarlılığın Düşey Bozukluğu PDOP: Duyarlılığın Konum Bozukluğu (HDOP+VDOP) TDOP: Duyarlılığın Zaman Bozukluğu GDOP: Duyarlılığın Geometrik-Konum-Zaman Bozukluğu (PDOP + TDOP) 31

32 GNSS Çalışma Prensibi Yayın Efemerisi (Broadcast Ephemeris) 32

33 GNSS Çalışma Prensibi Hassas Efemeris (Precise Ephemeris) Dünya yüzeyine dağılmış çok sayıda istasyondan elde edilen uydu verilerinin değerlendirilmesi ile (post processing) elde edilmiş sonuçlar olup, internetten ulaşılabilmektedir. 33

34 GNSS Mutlak Konum Belirleme 34

35 GNSS Bağıl Konum Belirleme Yöntemleri 35

36 GNSS DGPS 36

37 GNSS RTK (Real-Time Kinematik) 37

38 GNSS Sistemleri arasındaki farklar 6 orbital planes 24 satellites +4 spare 55 inclination angle Altitude km 3 orbital planes 27 satellites + 3 spare 56 inclination angle Altitude km 3 orbital planes 21 satellites + 3 spare 64.8 inclination angle Altitude km 38

39 Ömer SALGIN Şube Müdürü Oran Şehri / Çankaya /ANKARA : osalgin@gmail.com : : : 39 o.8562, 32 o.8465 TEŞEKKÜRLER 39