GZK AĞI İLE DURUM ESASLI (STATE SPACE) KONUMLAMANIN METODOLOJİSİ

Transkript

1 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması GZK AĞI İLE DURUM ESASLI (STATE SPACE) KONUMLAMANIN METODOLOJİSİ Çen Mekk*, Ohan K + *ZKÜ, Müh. Fak. Jeodez ve Foogame Müh. Bölümü + KOÜ Kaamüsel MYO ÖZET Geçek Zamanlı Knemak GPS le konmlamanın doğlğ; yöünge, yonosfe ve oposfeden kaynaklanan mesafeye bağımlı haaladan ve snyal yansıması ve anen faz mekez kayıklıklaı gb sasyona bağlı haaladan dolayı kısılanmakadı. Dm esaslı konmlamanın emel fk, GPS haa kaynaklaının he b bleşennne a dmn geçek zamanlı olaak kesmeked. Ağdak üm sasyonla paameelen en y bçmde eşzamanlı olaak kesm ve sonçlaın güvenllğn aımak çn şlen. B bldde, GZK Ağında dm esaslı düzelme blglenn efeans sasyonlaından hang meodolojyle elde edlp gezcye nasıl yüklendğ gösemek amaçlanmışı. Anaha Söcükle: Geçek Zamanlı Knemak GPS Ağı (GZK Ağı), dm esaslı konmlama, alandüzelme paameele (ADP), sanal efeans sasyon (SRİ). 1 Gş Tek efeans sasyonl Geçek Zamanlı Knemak (GZK) GPS konmlamasının mesafe kıslamalaı ve elde edlen koodnalaın geçek yeel koodnalaa dönüşüülmes gb zolkla, süekl ölçen efeans sasyon (SÖRİ) ağlaının kllanımıyla gdelmeked. B ağlaın yaalaı sadece GZK le konmlamanın genel güvenlğn aımakla kalmıyo aynı zamanda oa mesafelen üzende ve köü amosfek koşlla alında da konmlamanın güvenlğn aımakadı (Mekk, 2004). Ancak, b konla üzende dünya çapında sandalaın omamasından kaynaklanan b aışma vadı. Bada GZK Ağı kapsamında yapılan geçek zamanlı gözlemlee lşkn üm fzksel paamaelen üm dm blglen keseblmek ve emsl edeblmek çn ve ayıca gezc ssemn dm blglen oomak olaak yglayablmes çn geeken meodoloj velmş. ABSTRACT 2 Gözlem ve Dm Esasına göe GZK Ağı Konmlaması The Accacy of Real Tme Knemac GPS s lmed by he dsance dependen eos fom ob, onosphee and oposhee and also saon dependen eos sch as mlpah and anenna phase cene vaaons. The basc dea of sae space appoach s o esmae he sae of ndvdal componens of he GPS eo bdge n ealme. All saons of a newok ae pocessed smlaneosly fo bes esmaon of paamees and o ncease he elably of he esls. In hs pape s amed o demonsae n whch mehodology he coecons based on he sae space appoach ae obaned n a newok RTK and also how hey ae ansmed o he ove saon. Key Wods: Real Tme Knemac GPS Newok (Newok RTK), aea coecon paamees (FTP), val efeence saon (VRS). 208 B çok le (büoda) değelendme (pos pocessng) yglamasında, k ya da daha fazla alıcıdan elde edlen ölçmele eşzamanlı olaak şlen. Geçek zamanlı dfeansyel yglamalada se, bnn esne, düzelmele efeans alıcıda üel ve kllanıcıya göndel. Düzelmele ya konm esaslı ya da gözlem esaslı hesaplanı. Hem efeans hem de kllanıcı nokalaında aynı ydlaın gözlenmes zonllğndan dolayı konm esaslı düzelmele emel olaak pak olamamakadı. Ön-znlk (psedoange) ve faz düzelmele dfeansyel konmlamada çok daha fazla esneklk snmakadıla ve b yüzden bnla yaygın olaak kllanılan RTCM sandaında kllanılan emel paameeled. Daha sona göseleceğ üzee, b ü düzelmele, ham ölçülen ekl ya da çfl fak şlemlene kaşılık gelmeked. Ancak he k yönemde de, b efeans sasyonnda bellenen üm haala gözlem üzendek oplam eky anımlayan b paameede opalanmakadı. Dğe b deyşle, düzelmele gözlem esası üzene (obsevaon space

2 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması doman) velmeked. Bnn yglamadak anlamı, kllanıcının b yaklaşımla lgl emel poblemlen fakında olması geekllğd. Sanda GZK yglamalaını önek alacak olsak; efeans sansyonna olan mesafe, pefomansı kısılayan b faködü. Dğe b poblem se, faz mekez kayıklığı (FMK) ve snyal yansıması gb efeans sasyonn lglenden haalaın, düzelmelen (gezcye göndelen) çnde blnableceğ geçeğd. İle bölümlede ayınılı olaak ncelenecek olan fak almadan paamee kesm yapma kavamına dayanaak dm esası üzene (sae space doman) dfeansyel GPS konmlaması alenaf b kavam olaak Wübbena vd. (2001) önelmeke ve dünya çapında çok yaygın olaak kllanılmakadı. Heşey bünyesnde opalayan sadece b paamee yene; efeans sasyonlaı ağına lşkn gözlemleden he haa bleşenne a dm (sae) elde edlmeked. Bna kısaca dm esaslı konmlama denlmeked. Aazdek b gezc alıcı çn deal dm, b ya da daha fazla sevs sağlayıcısından, haa en ys ydnn kendsnden, mlmee doğlkl ölçüle ekleyen üm haa emlenn dm hakkında blg elde emesd. Ancak mevc modelle, küesel anlamda mlmee doğlkl olaak üm dm anımlamaya yememeked. Uyd anen faz mekez kayıklığı ya da yddak snyal yansıması gb yüksek koelasyonl ekle çok y blnmemeke ve b nedenle modellen dyalığını sınılamakadı. Ne va k, böyles model eksklkle bölgesel ağladak dğe dm paameele le gdeleblmeked. İdeal çözüm çn dğe b kon da sandalaşımadı. Uydlaa ve amosfee lşkn dm paameelenn lslaaası kabl edlmş b sandaa anımlanması geek. RTCM gb çnde GZK Ağı konsnda aışmala halen devam emeked (Ele vd., 2001). Dm esaslı gösemn avanajlaı b kaç açıdan değelendllebl. Uydlaa ve amosfen üs kamanlaına lşkn haa emlenn dm esaslı gösem aık hehang b efeans sasyonna (sanal efeans sasyon da dahl) ya da efeans sasyonlaı gbna bağlı olmamakadı. Öneğn, ydya bağımlı haalaın bleşenlenn dm, amosfek haala yene faklı gözlemleden üelebl. İsasyona bağımlı oposfek geckme paameele dğe ydlaa yapılan ölçüleden veya haa s bhaı adyomeele gb dğe aygıladan/eknkleden üelebl. Refeans sasyonna bağımlı haala, ağda yee kada sebeslk vasa azalılabl. GZK Ağı dahlnde gezcnn haekelen ekleyen haalaın efeans ağından keslmes ya da enepole edlmes geekmeked. Dm paameelenn kesm ya da enepolasyon model, lgl paameelenn fzksel davanışına a blgle üzene klabl. Öneğn, yöünge haalaının eksne lşkn fonksyon kolaylıkla anımlanablmeked. Ancak, oposfek haalaın kesm se çok daha kamaşık olablmeke ve zamanla değşm gösemeked. Toposfek kesm yleşmek çn geçek meeoolojk dma a lave blg kllanılablmeked. Gözlem esasında bleşk ekle çn eneposayon yapılmalıdı. Polnomla ve/veya sokask enepolasyon gb asgele (abay) fonksyonel modelle ekn olmaka ve b da opmm çözümü olanaksız kılmakadı. Dm esaslı çalışan b ağ, dm esasında blg sağladığı gb gözlem esasında da sağlayablmeked. He hang b efeans sasyonnn bozlması dm esası modndak b ağı genelde eklemeyecek. Ancak, sadece gözlem esası modndak b ağ, lgl alanlada çalışmayablecek. Gözlemlen am dm esaslı modellemesn kllanan b çok efeans sasyonlaından olşan ağ, sadece b kaç sasyon (genelde üç) kllanan gözlem esaslı bas yaklaşımladan daha y pefomans sna. Bnn neden, lk yaklaşımdak sebeslk deeces kncsnden çok daha yüksek olp, am modeln haa kesmlene kaşı dençl olmasıdı. Bnn anlamı, efeans sasyonlaı aasındak mesafe dm esaslı modelde çok fazla zn olablmeke ve amsayı belszlklen çözmek çn geekl süe göz önüne alındığında pefomans daha y olmakadı. Geçek zamanlı yglamala, sevs sağlayıcısı le kllanıcı aasında b leşm bağlanısı olmasını geek. B bağlanının band genşlğ öneml b asaım faköüdü. Dm esaslı gösemle, faklı paameele çn güncelleşme oanlaı fzksel özellklee göe opmze edlebldğnden, opmm band genşlğ mümkün olablmeked. Dğe b hss da sanal efeans sasyon (SRİ) denlen yglamalada çf-yönlü bağlanının geekmesd. Dm esaslı blgle çn, sınısız sayıda kllanıcının yaalanableceğ b yayın oamı sağlayan ek-yönlü bağlanı yeel olmakadı. Dm veköü; sevs sağlayıcıya ağ opmzasyon yapma fısaı snan, kompleks dnamk ssemn zlenmes çn geekl olan üm blgle çemeked. Dm paameelenden bnn çalışmaması ya da düzenszlk seglemes dmnda kllanıcıya yaıla göndeleblmeked. 2.1 Mevc Dm Esaslı Yaklaşımla İle (büoda) değelendmede n olaak kllanılan dyalı efemesle dm esaslı paameelee b önek. Bna laveen Zmbege vd. (1997), ek noka çn dyalı noka konmlamaya olanak veen dyalı yd saa düzelmelen üemş. B yaklaşım, küesel b DGPS ağında, yayın efemesne gelen düzelmele ve dm esaslı modellemeden üelen 209

3 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması saa paameelen üeeek 2 desmeeden daha y doğlkla geçek zamanlı konmlamayı olanaklı kılmışı (Melleshoen vd., 2001). GZK ağlaı çn Geo++ GNSMART (GNSS- Sae Monong And Repesenaon Technqe), aşıyıcı faz gözlemlene dayanaak dm esaslı modellemey kllanmakadı (Wübbena ve Wllgals, 2001; Wübbena, 2001-a). Dm esasına göe GZK Ağı le konmlada kllanılan fak almadan paamee kesm kavamına yakından bakmaka yaa vadı. Aşağıda Wübbena vd. (2001-b) aafından önelen yaklaşım deaylaıyla snlmakadı. 3 Fak Almadan Paamee Kesm Kavamı Haalaı elmne emek çn genel olaak GPS gözlemlenn lnee (doğsal) kombnasyonlaı kllanılmakadı. Öneğn, çfl fak GPS gözlem, alıcı ve yd saa haalaını yok eden k sasyon ve k yd aasındak ön-zaklık (psedoange) fakıdı. B fak alımı yüksek deecede koelasyonl haa emlen de azalmakadı. Badak yaklaşımda fakı alınmayan gözlemle kllanılmakadı. B nedenle, saa haalaı da dahl üm haa bleşenlenn modellenp keslmes geekmeked. B modelle aacılığıyla GPS değelendmesnde fakı alınmamış gözlemlen kllanılmasıyla yleşlmş sonçla elde edlecek. Çok sasyonn kllanıldığı yglamaladak koelasyonlaın dengeleme sıasında hmal edldğ çfl faklaa göe daha sağlam (obs) sonçla üemeked. N Bada amsayı belszlğn ve ε se asgele ölçü haalaını gösemeked. (1) eşlğndek üm haala, sonak eşlklede mesafe haalaı olaak fade edlmeked. Ykaıdak ve bndan sonak üm eşlklede al ve üs nds olmayan üm haalaın alıcısı le yds aasında oldğ anlaşılmalıdı. Eşlkle şşmemek çn (1) dek ön-znlk, yayınlanan yd saa haalaı, göellk düzelmele, oposfek geckme model vb. gb sanda üden haala çn düzellmş olaak velmş. B nedenle, aşağıda açıklanan haala lgl emlee kaşılık gelen gdelmemş haaladı. B haa em, üm saa haalaı C le mesafeye bağımlı haala D ve emelde sasyona bağımlı haalaı S çeen ssemak haalaı bünyesnde baındımakadı: B C + D + S = (2) Uyddak snyal göndeme zamanı le alıcıdak snyal alma zamanı,, saa haalaıyla ve yd le alıcı donanımlaındak d, d snyal geckmeleyle yüklüdü: C = + d d = C C (3) İyonosfe I ve oposfen T neden oldğ snyal yayınım haalaıyla blke yöünge haa veköü y mesafeye bağımlı haalaı olşmakadı: D = R y R + I + T (4) Fakı alınmamış gözlemlen kllanıldığı GPS değelendmesne lave blnmeyenle ve modelle geblecek. Haa çfl fakla kllanan b yazılımın bazı paameele kesebleceğ ble şüpheld. Fak almak haa emlen elmne ede, faka blgle de elmne ede. Fakı alınmış gözlemle aık ek sasyona bağımlı değld ve aık b vekö söz konsd. Fakı alınan gözlemle mlak konmlama çn doğdan kllanılamazla. B nedenleden dolayı GPS değelendmesnde fakı alınmamış gözlemle kllanmak ve haalaı modellemek ech edlmeked. Fakı alınmamış gözlem eşlğn üm b haalaı çeecek bçmde ele alalım. Faz ölçmelenden üelen ön-znlk (PR) gözlem eşlğ, yds le alıcısı aasındak geomek mesafenn R = X X lnee olmayan b fonksyond: PR = R + λ N + B + ε (1) 210 D haa emle kısa mesafelede elmne olmakadı. Ancak, b konmsal ve geçc koelasyonl haalaın kesm dyalı geçek zamanlı konmlama çn anaha ol oynamakadı. Refeans syasyon ağında başaılı b modelleme le, belszlkle sableme (çözme) çn geekl zamanı azalma açısından amsayı belszlğ çözümünü yleşmeke ve güvenlğ öneml ölçüde aımakadı. Böylelkle zn baz znlklaında cm düzeynde doğlkla konmlama yapmak mümkün olmakadı. Alıcı anen faz mekez kayıklıklaı A ve snyal yansıması (mlpah) M sasyona bağımlı haaladı. Büünlüğü sağlamak amacıyla, yglamada hç göz önüne alınmadığı halde, yd anenndek faz mekez kayıklıklaı E ve snyal yansıması W haalaı da S haa emnn çnde hesaba kaılmakadı: S A + M + E + W = (5) B haanın sasyona bağımlı bleşenlenn özellğ sasyonla aasında koelasyonsz olmalaıdı. Bndan

4 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması dolayı, bleşenle azalılmalı, düzellmel ya da hmal edlmeld. Anen kalbasyon çn Wübbena vd. (1995, 2000) aafından ekn posedüle gelşlmş. Anenlen kalbasyon faklı anen üle ve faklı anen yönlendmelenn kllanımından kaynaklanan haalaı gdeeblmeked. Uyd FMK nın özellkle Made ve Czopek (2001) aafından ncelenmş. Snyal yansıması çn, Böde vd. (2001), efeans sasyonlaında sab yansııcı yüzeylen anen geomesne yapığı kakılala günlük yansıma ekalaı gözönüne alaak ölçme nokasına özgü snyal yansıması model ölşmş. Bna alenaf ya da lave yaklaşım se, sasyonla aasında koelasyonsz olması geçeğnden haekele aık (kalan) snyal yansımasının oalama değen blmak amacıyla efeans ağında dm esaslı kesm kllanımıdı. 4 GZK Ağında Refeans Velenn Göndem B efeans sasyonndan b gezc sasyona genelde k çeş GPS vesnn göndem yapılmakadı. RTCM fomalaı cnsnden yapılan b göndemleden lk GPS ham velen p 18/19 mesajlaı üzenden ve kncs olan GPS düzelme vele se p 20/21 mesajlaı üzenden yapılmakadı. Gezc sasyondak ekl fakla gözlem eşlğ göz önüne alındığında, he k ve p eşdeğed. Tekl fakla em yazım kolaylığı çn kllanılmışı. Çfl fakla şlem ekl faklaın bleşmyle yapılablmeked. Tp 18/19 mesajıyla, efeans le gezc j sasyonlaı aasında yds çn (1) eşlğ kllanılaak ekl fak hesaplanabl. Noasyona Δ smges, gezc aafından modellenemeyen haala ε çn konlmş (Wübbena vd., 2001-b): ΔPR = Δ R + λ Δ N + ΔC + εd + εs + ε (6) Tp 20/21 mesajlaı le, düzelme em b ydya yapılan geçek GPS ölçülenden, blnen efeans sasyonlaının konmlaından ve yayın efemesnden hesaplanı. Küçük sayısal değele elde elde emek ~ amacıyla, efeans sasyon saa kesl ve saa haalaı C nn azalılması çn kllanılı. (1) eşlğ yene, efeans sasyonnda üelen ve gezcye göndelen ön-znlk düzelme em PRC ş şeklde vel: PRC ~ = PR R (7) (1) eşlğndek fadey yene koyasak: PRC = λ N + B ~ + ε (8) Bnn anlamı, ön-znlk ya da faz düzelmele emel olaak gözlemdek üm haalaın oplamı aı asgele ölçü haasıdı. Sayısal değelen büyüklüğünü azalmak çn b sab alıcı saa haası em üm ydlaa eklenebl. Faz ölçüle çn düzelme belszlk aşımakadı. Düzellmş ön-znlk gözlem eşlğ CPR, ykaıdak düzelme em kllanılaak gezc j sasyon ( yds) çn üelebl: CPR = PR PRC (9) j (1) ve (7) eşlklendek haa emlen koyaak ve eka düzenleyeek ekl fak eşlğ şöyle ol: ~ CPR = Δ R +λδn + ΔC+ + εd+ εs+ε (10) (6) eşğ le kaşılaşııldığında, alıcı saa haa em haç düzelmelen ekl fakla olaak snldğ göülü. Ancak, b da çfl fakla şlem sıasında elmne olmakadı. (6) ve (10) eşlklende benze haa emlenn oldğ göülmeked, bnlaı oplayıp ε em le göseeblz: ε = ε D + ε S + ε (11) Refeans sasyonn alıcı saande sanda çfl fak şlemn eklemeyen sadece b sab fak blnmakadı. B nedenle, GZK yglama pefomansı, efeans velenn gezcye göndemede kllanılan fomaan bağımsızdı. 5 GZK Ağlaı Tek efeans sasyonl GZK da, genellkle hmal edlen, haa em ε ya a blg blnmamakadı. Ancak, özellkle mesafeye bağımlı haala GZK konmlama haasını doğmakadı. B ağ değelendmesnde emel odak nokasını, he hang b gezc konmn daha y, güvenl ve hızlı hesaplamak çn kesleblen D haasının bleşenlenn gösem ve modellenmes olşmakadı. Aşağıdak kısımlada ağ blgle, b efeans sasyonndan gelen p 20/21 mesajlaından üelen, emel düzellmş ön-znlğa eklenen lave emle olaak velecek. B yaklaşım, b çok pak nedenden dolayı geçek zmaanlı yglamalada halen kllanılmakadı. İlk olaak, emel düzelme mesajlaı haa bleşenlenn çoğnlğn kapsamakadı; özellkle de hızlı değşen yd saa haalaını 211

5 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması kapsamakadı. Düzelmelen b kısmı çn güncelleme oanı genel olaak 1 Hz ve daha yüksek. Mesafeye bağımlı haalaın daha düşük dnamkle vadı; dğe b deyşle, düşük oanla güncellenle (Mekk ve Aslanoğl, 2003). Temel düzelmelen geckmes küçük olmalıdı, oysa lave ağ blglenn geckmes daha yüksek olablmeked. RTCM p 20/21 velen kllanan b efeans sasyon ağından elde edlen düzellmş ön-znlk gözlem eşlğ ş şeklde velmeked: ~ CPR = ΔR +λδn+δc +ΔDˆ +εs+εpn +ε (12) (10) eşlğnden faklı olaak mesafeye bağımlı haala çn düzelme em ve ağa bağımlı kesm haası ε P n emle blnmakadı. Ağ kesm haası (ağ gösem haası), n sayıdak efeans sasyonlaının, konmsal dağılımlaının ve dğe fakölen kompleks b fonksyond. Bnn çnde, üm efeans sasyonna bağımlı haalaın dolaylı eksne laveen, kesm ya da enepolasyonn model haası da blnmakadı. Refeans sasyonna göe gezcnn konm da b aık haa emnn büyüklüğünü eklemeked. Refeans sasyonlaından bne yakın b gezc, lave ağ blglenden eklenmemeld; dğe b deyşle, gezcnn emel düzelmele lgl efeans sasyonndan alması geekmeked. B geeğ yene gemek amacıyla ağ, efeans sasyonlaının sasyona bağımlı haalaını düzelemez. Ancak, çok sasyonl b ağda sasyona bağımlı haalaı kesmek ve b düzelme em üemek mümkündü. İsasyona bağımlı haala konmsal olaak koelasyonl olmadıklaından onlaı düzelmek yaalı ol. Düzellmş vele CPR, efeans sasyon ye a geçek veleden hesaplanı. Bndan dolayı; sasyonna ve j gezcsne a sasyona bağımlı haa em ε S, düzellmş snyaln amamen b paçasıdı (ön. snyal yansıması eks). Gezc sasyonda kllanılmak üzee, düzelme ves ΔD nn ygn b gösem geekmeked. Günümüze kada efeans sasyon ağlaı sadece b kaç sasyondan olşmakadı. B dm, GZK Ağı çn ygn modellen gelşmn ve ayıca aşıyıcı faz esaslı bağıl konmlama çn sandalaın gelşmesn kısılamakadı. Ölçme yönem ve yazılım kapasele GZK algomalaının genel çn asalanmaka, oa mesafel GZK çn ygn olmamaka ve b ağdan gelen blgleden am anlamıyla yaalanılmamakadı. mevc sandalaın yen özellklee sahp olmasını geekmeked (Ele vd., 2001). 5.1 ADP (FKP) Modndak GZK Ağlaı Mesafeye bağımlı haala çn lave düzelmele fade emenn b yol da, bell b alandak he hang b gezcnn konmna lşkn eky anımlamak amacıyla polnomsal paameele kllanmakı. Gösem deecele, geçc ve konmsal değşmlee bağlı olmak üzee anımlanmalıdı. Mevc RTCM sandaı, düzelme velenn gözlem esaslı olaak fomülüze edlmesn geekmeke, yan, modfye GPS gözlem kllanılmak zondadı. Alan Düzelme Paameele (ADP, faka lslaaası leaüde yaygın olaak Almanca kısalması olan FKP kllanılmakadı) dm fade emek çn en esnek ve ygn yold. Bada ADP y am dm esaslı blglen gösem olaak vasayablz. ADP snyal göndem çn geekl band genşlğn ve gezcye yglayablmek çn kamaşıklığı azalmak çn baz basleşlmş. Gezc alıcı ssemlenn çoğ günümüzde he hang b dm esaslı blgy kllanablecek kapasede olmadığından gözlem esasında çalışılmalıdı. ADP, yaklaşık olaak blnen gezcnn konm çn mesafeye bağımlı haanın kesmn sağla: Δ Dˆ = f (ADP, Δϕ, Δλ, Δh ) (13) Sadece gezcnn koodnalaı ve yd blgle geekğnden; b, ağdan bağımsız olaak yapılablmeked. Sevs sağlayıcılaın çoğ aafından sendğ üzee, yayın yapaak ADP nn dağıılablmes büyük b avanajdı. ADP mlak oposfe blgle çemeyp sadece oposfen gadyanlaını çemeked. B nedenle, b efeans sasyon çn oposfek ek hesaplanablmeke ve gezc aafından doğ bçmde velee yglanablmeked. Ağlaın boylaı ve yayın dağılım (kapsama) alanı, doğsal (lnee) b ADP gösemn yeel kılmakadı. Doğsal b ADP modelnn kapsama alanı sonadan geçek b efeans sasyonna mekezlendl ve ADP gözlem esaslı olaak geomek ve yonosfek snyal bleşenlene lşkn yaay gadyanlaı anımlamakadı. He hang b konm çn düzelmele beyselleşmek amacıyla üm lgl blgle ve akışında mevc oldğndan, sanal efeans sasyon (SRİ), ADP den kolaylıkla hesaplanabl. Snyal yayınlama yaklaşımın avanajından yaalanaak nokaya özgü değele gezcde ble hesaplanabl. Gezc alıcı üecle, göndelen efeans vele hakkında daha fazla blg alep emekedle ve b da 212

6 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması 5.2 SRİ Modndak GZK Ağlaı Sanal efeans sasyonn (SRİ) konsepnn ön koşl, efeans sasyon ağı le gezc aasında çf yönlü leşm bağlanısının geekl olmasıdı. Gezc, yaklaşık koodnalaını ağa lemel, sonadan da he hang b konm çn efeans ve akışına lşkn dm blglenden SRİ y enepole ede. Gözlem esasına göe vele şöyled:! X SRİ = X j SRİ = CPR + f(adp, Δϕ, Δλ, Δh ) + ΔT (14) model, (15) (15) eşlğnde onal efeans sasyonnda kllanılan oposfek geckme model le sanal efeans sasyon aasındak fakı anımlayan ΔT mod el, oposfek em blnmakadı. RTCM şanamesnden dolayı, efeans sasyon oposfek haalaı düzelmeyebl. B; efeans sasyon ve gezc çn yşmsz modelle kllanma poblemnden kaçınmak amacıyla gelen aslında genelde manıklı b kısılamadı; çünkü gezc he k kısım çn düzelmele hesaplamakla somld. Ancak, bnn çn efeans sasyonn koodnalaının gezcde blnmes geekmeked. Gezcnn ek bldğ koodnala RTCM ve akışından elde edlen koodnala oldğndan, gezc sadece SRİ nn koodnalaını blmeked. B nedenle, gezc geçek sasyon çn oposfek düzelme hesaplayamaz, sadece SRİ çn hesaplamakadı. Sonça; ağ, geçek ve sanal efeans sasyonlaı aasında oposfek düzelme yglamak zondadı ve b eğe gezcnn ygladığından faklı b model le yapılısa, olası yşmszlk son yne kaşımıza çıkmakadı. SRİ konsepnde koodnala (RTCM mesaj p 3), geçek efeans sasyonn gezcden amamen gzleyeek SRİ nn konmna dönüşü. SRİ konsepnn b dezavanajı se, knemak b gezc çn süekl güncellenen yaklaşık koodnalaın, SRİ hesabı (haekel efeans sasyon) çn kllanılmak zonda olmasıdı. Günümüzde gezc ssemlen çoğ knemak b efeans sasyon le başa çıkamaz. SRİ koodnalaı değşyosa, amsayı belszlğn sık sık yenden anımlamaya yol açacak olan ssemn sıfılanması (ese) geçekleşl. B nedenle yglamada SRİ nn konm değşmez. Ancak; bndan, gezc sanal efeansan zaklaşmaya başlayınca, mesafeye bağımlı haalaın gezcnn yapığı çözümün çnde olacaklaını anlıyoz. Refeans sasyon ağı aafından zolkla (naden) belleneblen bazı fzksel ekle olşabl. B dmda efeans sasyon ağı, bell ve kısılı konmlama kapasesnde olan sınılı sayıda zleme 213 sasyonlaı ya da sensöle olaak göz önüne alınabl. Haala, yeel oposfeden ya da olmsz yonosfek koşlladan kaynaklanabl. B yüksek deeceden haala ble efeans sasyon ağı aafından bellenemezse, büyüklüklenn en yakın geçek efeans sasyonna olan mesafenn b fonksyon olacağı bazd. Bndan dolayı gezc, efeans sasyonn konmn blyosa, b yüksek deeceden haalaı hesaba kaabl ve kend GZK modellen gelşebl (ön. sokask yonosfek modelleme yapaak). Eğe gezc sadece SRİ nn konmn blyosa, böyle b gelşme yapablmesnn mkanı yok. Ağ modelnn üüne göe faklı SRİ üle oldğ blnmeked. Gözlem Esaslı üelen SRİ (GE-SRİ), Dm Esaslı modelden üelen SRİ (DE-SRİ) den faklı davanış göse. B da DE-SRİ nn he b efeans sasyonna a haaladan GE-SRİ ye göe çok daha eklendğ soncn doğmakadı. Dm veköü süekl çalışan b flenn sonc oldğndan sasyona bağımlı haalaın eks azalı ve ağdak sebeslk deeces (sasyonlaın ve ydlaın sayısı) aa. Gözlem esasında benze b fleleme şlem ancak asgele modelle le yapılabl ve b yüzden daha az ekld. Özellkle snyaln saçıcı olmayan kısmı, gözlem esası yene dm esasından üelse, çok daha püüzsüz ol. GNSMART a DE-SRİ kllanılmakadı. 5.3 GZK Ağlaında Dm Esaslı Modeln Kllanılması Bazı haa bleşenlenn saçıcı olmayan özellklenn kllanımı, haalaın geomek ve yonosfek kısmını elde emek amacıyla yglanan yaygın b şlemd. Geomek kısım emel olaak yöünge ve oposfek haa bleşenlen çemeked. Saçıcı kısmı se amosfedek yonosfek yayınım geckmes olşmakadı. He k kısım da snyal geckmele ve saale dolayısıyla koelasyonld. İlke olaak, faklı ağlada keslen dm veköünün bleşenlen kllanmak mümkün olmalıdı. Uyd yöüngele ve saala gb global özellkle olan paameele global b ağda bellenebl. İyonosfek geckmenn bölgesel end en y bölgesel ağlada keslebl ve küçük ölçekl ağlaa yeel yonosfek ve oposfek ekle modellemek çn geeksnm dyl. B saejy zleyeek efeans sasyonlaının dağılımına ve aalaındak mesafelee lşkn yen konseple gelşmek mümkündü. Nüfs yoğnlğ fazla olan alanla ve ekonomk değe yüksek bölgelede, konmlamada en yüksek doğlk ve güvenlk çn bbne daha yakın efeans sasyonlaından olşan ağla ess edl. Bnnla beabe, daha az öneme sahp alanlada se bblene daha zak sasyonladan olşan bölgesel ağla ess edlebl. Ağın üm sevyelenn aynı sevs sağlayıcı aafından şlelmes geekmemeked. Böyles

7 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması hyeaşk b yaklaşımı geçekleşmedek ana son, dm paameele aasındak yüksek koelasyondan öüü zo olan ve yşmn sağlamakı. Dm paameelenn yeel doğlka kesldğ vasayılısa, b blgle kend gözlem eşlğndekne kaşılık gelen haa emlen elmne edeblen kllanıcıya göndel ve kllanıcı dyalıklı mlak konmn üe. Dm esasındak düzelmelen kllanımı, halen mevc olmayan, ygn sandalaın olmasını geekmeked. Bnn yene dm paameele gözlem esaslı düzelmelee ndgen. Kalman flesnn dm kesm ve zleme şle (monong asks) çn çok ygn oldğ kanılanmışı (Wübbena, 1991). Dm esaslı modellemenn meodolojs, Wübbena ve Wllgals (2001) aafından öneldğ üzee, çok sasyonl ağlada geçek zamanlı aşıyıcı faz bazlı konmlamaya yglanablmeked. Çok sasyonl ağda hızlı ve güvenl amsayı belszlğ çözümü elde emek çn efeans sasyonn yüksek doğlkl koodnalaının blnmesn geekld. B, sasyonla aasındak bağıl koodna veköle çn oldğ kada, küesel efeans ssemnde mlak konm çn de geçeld. Kalbe edlmş anenlen kllanıldığı vasayılısa, amsayı belszlk N em, snyal yansıması ve mesafeye bağımlı haalaı çeen aık haaladan (ezdalle) ayılmalıdı: ( PR ( R + + ε ) 1 N = B ) λ (16) Belszlk veköünü küçük mak amacıyla, faz sıçamalaı (cycle slps) önceden sapanıp elmne edl. Sona da am dm veköüyle blke eşzamanlı çfl fakla dengelemesyle kesl. Kesn yonosfek model yüzünden, dengeleme yonosfesz çözümle (onosphee fee solon) sonçlanacakı, faka L1 ve L2 fekanslaının düşük snyal güülüsünün sağladığı avanajla. Kalman fles dnamk model şlemek çn kllanılı. İlgl ölçü model (1) eşlğnde önceden velmş. Kalman fles çn basleşlmş noasyon le şöyle velebl: x = T x + C l w +1 (17) = A x v (18) (17) ve (18) eşlklende b epoğ çn, x + 1 dm veköünü, T geçş masn, w güülü veköünü ve b veköü şlemek çn C ansfe fonksyon masn, l doğsallaşıılmış ölçü veköünü, A ssem/kasayıla masn ve v de ölçü haa veköünü gösemeked. Tüm dmlaın al-vekö olaak yazıldığı dm veköü oldkça kamaşıkı; b nedenle, fonksyonel ve sokask modellen sadece kısa b gösem velmeked: T x = X N y T I M (19) Aşağıdak abloda GNSMART çnde dm esaslı modelleme çn kllanılan fonksyonel ve sokask özellkle özelenmş. Tablo 1: GNSMART ak GPS haa kaynaklaının fonksyonel ve sokask anımlaı (Wübbena vd., 2001-b) Haala Fonksyonel Model Sokask Model Uyd saa 2. deeceden polnom Beyaz güülü poses Snyal geckmes (yd) Sab em Büünleşk beya güülü poses Uyd yöünges Kaezyen elemanla 3B Gass-Makov poses İyonosfek geckme Polnom (φ,λ) le ek kalı model (he yd çn 1 haa düşey model) 3B Gass-Makov poses (he alıcıyd kombnasyon çn 1 haa) Toposfek geckme Modfye Hopfeld model 2 ölçek paamee/sasyon Alıcı saa - Beyaz güülü poses Snyal geckmes (alıcı) Sab em Büünleşk beya güülü poses Uyd FMK - - Alıcı FMK Kalbasyon - Snyal yansıması (alıcı) Yükseklğe bağımlı ağılıklandıma 1. deeceden Gass-Makov poses Ölçü güülüsü - Beyaz güülü poses Belszlk Sablense sab em - 214

8 IV: Om : Mühendslk Uyglamaında Sab GPS İsasyonlaının (SÖRİ) Kllanılması 6. Sonç Uzn mesafelede dyalıklı geçek zamanlı konmlama yapablmek çn GPS efeans sasyonlaından olşan b ağa geeksnm vadı. B ağla, konmsal olaak koelasyonl haalaı belleyeblmeke ve böylelkle amsayı çözüm şlemn hızlandımakadı. GZK Ağı, dyalıklı geçek zamanlı konmlama çn yüksek doğlk ve yüksek güvenllk snan sebeslk deeces sağlamakadı. GPS haa bleşenlenn dm esaslı b modelde kesm ayınlı olaak velmş. He haa bleşennn ayı olaak modellenmes, aazdek gezc çn haalaın kesmn yleşmeked. Dm esaslı düzelmele mevc sandala aafından deseklenmedğnden, basleşlmş modellen gözlem esaslı olaak kllanılması geekmeked. ADP veya SRİ le dm esaslı kesm ve dm gösemyle 30 sanyeden kısa süede 32 km ye kada olan mesafele çn 1 cm lk konmlama doğlğ elde edlmş (Wübbena vd., 2001). Refeans ve gezc sasyonlaındak anen faz mekez kayıklıklaı ve snyal yansımalaı öneml faköled. Yüksek düzeydek yonosfek akvele ve değşken yonosfek boznmla da GPS haa modellemesnn gözlem esasında yapılması sıasında olası doğlğ olmsz yönde ekleyeblmeked. Bnn çn kalbe edlmş anen kllanımı önelmeked. Ayıca efeans sasyonndak snyal yansımasında değşmle ncelenmeld. Refeans sasyonlaının sayısı ve kapsama alanı aıkça dm esaslı kesmnn önem amakadı. İlke olaak, dm blgle faklı ağladan üelebl ve faklı haa bbnden bağımsız ağlaı dm esaslı yaklaşım sayesnde bleşmek de mümkündü. Büyük alanlada yüksek sebeslk deecesne ve homojen b efeans ağına sahp olmak öneml b avanaj sağlamakadı. Kaynakla Böde V., Menge F., Seebe G., Wübbena G., Schmz M. (2001), How o Deal wh Saon Dependen Eos- New Developmens of he Absole Calbaon PCV and Phase-Mlpah wh a Pecse Robo, Inenaonal Techncal Meeng, ION GPD-01, Sal Lake Cy, Uah, ABD. Ele H.-J., Keenan, Zebhase B.E., Wübbena G. (2001), Sdy of a Smplfed Appoach Ulzng Infomaon fom Pemanen Saon Aays, Inenaonal Techncal Meeng, ION GPD-01, Sal Lake Cy, Uah, ABD. Made G.L., Czopek F. (2001), Calbang he L1 and L2 Phase Cenes of a Block IIA Anenna, Inenaonal Techncal Meeng, ION GPD-01, Sal Lake Cy, Uah, ABD. Mekk Ç., Aslanoğl M. (2003), Geçek Zamanlı Knemak GPS Konmlamasının Doğlk Analz ve B Önek Uyglama, 9. Tükye Haa Blmsel ve Teknk Klay, , 31 Ma-4 Nsan, Ankaa. Mekk Ç. (2004) Geçek Zamanlı Knemak GPS Ağı le Konmlama, Mühendslk Ölçmelende Jeodezk Ağla, IV. Om, Ekm, ZKÜ, Zongldak. Mlleschoen R., Ba-Seve Y., Bege W., Sowes D. (2001), NASA s Global DGPS fo Hgh-Pecson Uses, GPS Wold, Ocak, Wübbena G. (1991), Z Modelleng von GPS-Beobachngen fü de Hochgenae Posonsbesmmng, Wssenschaflche Abeen Fachchng Vemmessngswesen an de Unvesäa Hannove, 168, Hannove, Almanya. Wübbena G., Bage A., Seebe G. (1995), Developmens n Real-Tme Pecse DGPS Applcaons- Conceps and Sas, IAG Symposm G1, IUGG Geneal Assembly, Temmz 1995, Bolde, Coloado, ABD. Wübbena G., Scmz M., Menge F., Böde V., Seebe G. (2000), Aomaed Absole Feld Calbaon of GPS Anennas n Real-Tme, Inenaonal Techncal Meeng ION GPS-00, Eylül, Sal Lake Cy, Uah, ABD. Wübbena G., Wllgals S. (2001), Sae Sae Appoach fo Pecse Real Tme Posonng n GPS Refeence Newoks, Inenaonal Syposm on Knemac Sysems n Geodesy, Geomacs and Navgaon, KIS- 01, Banff, 5-8 Hazan, Kanada. Wübbena G., Bagge A., Schmz M. (2001-a), RTK Newoks Based on Geo++ GNSMART Conceps, Implemenaon, Resls, Inenaonal Techncal Meeng, ION GPD-01, Sal Lake Cy, Uah, ABD. Wübbena G., Bagge A., Schmz M. (2001-b), Newok-Based Technqes fo RTK Applcaons, he GPS Symposm, GPS JIN 2001, GPS Socey, Japan Inse of Navgaon, Kasım, Tokyo, Japonya. Zmbege J., Hefln M., Jeffeson D., Wakns M, Webb F. (1997), Pecse Pon Posonng fo he Effcen and Robs Analyss of GPS Daa fom Lage Newoks, Jonal Ge 215