GPS ile Detay Alımında GPSSİT in Yeri ve Uygulama Sonuçları. GPSSİT in Detail Measurement by GPS and Application Results

Transkript

1 GS ile Detay Alımında GSSİT in Yeri ve Uygulama Sonuçları İ.KALAYCI, Ö.ÇORUMLUOĞLU, A.CEYLAN Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Jeodezi ve Fotogrametri Müh Kampüs/Konya, Özet Günümüz teknolojisi, konumsal verilerin kullanılmasını gerektiren pek çok değişik uygulama alanının da doğmasına neden olmuştur. Bu bağlamda ise sayısal haritalar, günümüzün en önemli altlıklarından birisi haline gelmiştir. İstenilen doğrulukta konumsal veri sağlanabilen sayısal bir haritanın üretiminde en önemli faktörlerden biri de detay noktalarının alımında uygulanan alım yöntemidir. Günümüzde GS destekli detay alım çalışmaları daha çok açık arazi (GS ile doğrudan alım yapılabilen ) detaylarının alımı üzerine yoğunlaşmış ve bu kapsamda Gerçek Zamanlı Kinematik (Real -Time Kinematic) ve Dur- Gir (Stop and Go) uygulamaları yapılmaktadır. GS ile doğrudan alımı yapılamayan (bina, duvar, ağaç, elektrik direkleri vb.) detayların alımında GS in kullanımı ise, detay alımı yapılacak olan ve zemin tesisi yapılmış poligon noktalarının konumlarının belirlenmesi işlemleri ile sınırlı kalmaktadır. Yapılan çalışmalar sonucunda, GS destekli detay alımında GS ile doğrudan alımı yapılamayan detaylar ın alımında yeni bir teknik olarak GSSİT (GS Serbest İstasyon Tekniği) geliştirilmiş ve bu gibi GS in yetersiz kaldığı detayların alımında günümüz mühendislik ölçmelerinde aranılan kriterler olan doğruluk, ekonomiklik, zaman tasarrufu ve pratiklik kriterlerine uygun bir yaklaşımın elde edildiği görülmüştür. GSSİT nin detay alımına uyarlanması sonucunda, GSSİT/TSK (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station ile Kutupsal Alım ) ve GSSİT/TSU (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station ile Uzunluk Kestirme) olarak adlandırılan yöntemler sayesinde pratiğe uygulanmıştır. Bu teknik ile her iki yöntemde de zeminde nokta tesisi zorunluluğu ortadan kaldırılmış ve böylece proje maliyetinde %40 lar seviyesinde tasarruf sağlandığı görülmüştür. Bu çalışmada, 18 hektarlık bir test alanında yapılan GSSİT uygulama sonuçları, yöntemlerin doğruluk ve maliyet analizleri verilerek yöntemlerin uygulanabilirliği hakkında bilgiler sunulmuştur. Anahtar kelimeler : GS, GSSİT, Detay Alımı, Dur-Git Abstract GSSİT in Detail Measurement by GS and Application Results Recent technologies have been pushing several kinds of application areas to emerged that use spatial data. Therefore, digital maps have become most important base maps, nowadays. One of the most important factors producing digital maps within the desired accuracy is the applied technique used in the measurement of detail technique. Today s, detail measurements by using GS techniques are carried out in open fields and with this concept they are applied in real time kinematics and stop and go modes. Current detail measurements collected by using GS techniques are carried out in open fields and with this concept they are applied as real time kinematic and stop and go modes. When the detail measurements can not be done directly (such as those for building corners, walls, trees, electrical poles and etc.), use of GS is restricted with measurements done for stationary points set up on the ground and to be used for measuring of details. In this study, a new measurement technique, which is capable of using GS even for the details that can not be measured directly by GS techniques and called as GSSİT, was developed. This technique is suggested as a technique that can be used to provide the accuracy rapidly and

2 economically that today s engineering projects need for the measurement of land details., two techniques, which use GSSİT and are called GSSİT/TSK (GS virtual station technique with total station in polar measurement method) and GSSİT/TSU (GS virtual station technique with distance intersection measurement method), emerged to complete the mission for the measurement of land details. It is seen that both techniques offer cost effective measurements up to % 40 of a over all project since they do not need any points set up on the ground. In this research, the results from both techniques, which use GSSİT and were tested in an area of 18 hectares, are represented and accuracy and cost analyses are given to decide whether they are feasible to be used in practice. Keywords: GS, GSSIT, Detail Measurements, Stop and Go. 1. Giriş Günümüz teknolojisi, konumsal verilerin kullanılmasını gerektiren pek çok değişik uygulama alanının da doğmasına neden olmuştur. Bu bağlamda ise sayısal haritalar, günümüzün en önemli altlıklardan birisi haline gelmiştir. İstenilen doğrulukta konumsal veri sağlayan sayısal bir haritanın üretiminde en önemli faktörlerden biri de detay noktalarının alımında uygulanan alım yöntemidir. Detay alımında, özellikle total stationların geliştirilmesi ile yüksek doğrulukta, yatay açı, düşey açı ve uzunluk gözlemleri yapabilen otomatik kayıt üniteli total stationlar kullanılarak detay noktalarına ait dik veya kutupsal koordinatlar ölçülmek suretiyle detay alımı gerçekleştirilebilmektedir. Total stationların kullanımı ile detay alımı ölçmelerinde doğruluk yönüyle önemli bir ilerleme sağlanmış olmasına rağmen, klasik detay alımında olduğu gibi arazide önceden tesis edilmiş ve konumlandırılmış sabit noktalara gereksinim duyulması yöntemin üretim hızını düşürmenin yanı sıra proje maliyetini de önemli ölçüde arttırmaktadır. Son on yıldır ciddi anlamda ve yaygın olarak Türkiye de de kullanılmaya başlanan uydu bazlı konumsal veri üreten ölçme tekniği olarak GS, mesleğimiz açısından devrim sayılabilecek değişim ve gelişmelerin kaynağı olmuştur. GS destekli detay alımının tarihçesine baktığımızda çok yeni uygulamalar olduğunu görmekteyiz. Daha çok GS ile doğrudan alımı yapılabilen detayların alımı üzerine çalışmalar yapılmış ve Gerçek Zamanlı Kinematik (Real-Time Kinematic) ve Dur-git (Stop and Go) uygulamaları başlatılmıştır (Sumpter ve Asher 1994). Günümüzde de halen bu uygulamalar kullanılmaktadır. GS ile doğrudan alımı yapılamayan detay alımları için ise, daha çok kombine sistemler (GS+Total Station) geliştirilmeye çalışılmış ve bu tür detayların bu sistemlerle alımı yapılmaya çalışılmıştır ( Ancak bu sistemler, çok pahalı sistemler olduğu için pratikte fazla uygulanma şansı bulamamıştır (Şekil 1). Ayrıca GS alıcısı ile Total Station arasında radyo modem vasıtası ile veri iletimi gerçekleştirilerek GS verilerinin Total Station tarafından kullanılması sağlanmış ve detay alım işlemlerine pratiklik kazandırılmaya çalışılmıştır. Yine GS ile entegre olarak Laser Rangefinder (Laser Tabancası) adı verilen sistemlerle detay alımı yapılabilmektedir. Bu sistemde Laser Tabancası ile reflektörsüz 1,54m.-609,570m., reflektörlü olarak 1,54m.-9753,14m. arası uzunluk ölçümü ± 15,3 cm, düşey açı ± 0,5 o ve manyetik kuzeyden elde ettiği yatay açıyı ± 0, o doğrulukla belirleyebilmektedir ( Bu sistemin detay noktası koordinatlarını belirleme doğruluğu, jeodezik doğruluk sınırlarını aştığı için daha çok Coğrafi Bilgi Sistemi amaçlı çalışmalarda kullanılmaktadır. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

3 GS ile doğrudan alımı yapılamayan detayların alımında, zemine nokta tesis edilip, bu noktaların konumlarını Gerçek Zamanlı Kinematik veya Dur-git tekniği ile belirleyerek buradan Total Station yardımıyla detay alımı yöntemi yaygınlaşmıştır (Yang ve Kim 1998). Bu yöntemler dünya ile birlikte ülkemizde de kullanılmaya başlanmıştır. Ülkemizde yapılan çalışmalara birkaç örnek verecek olursak, Gerçek Zamanlı Kinematik GS Konumlarının Statik GS İle Test Edilmesi konulu çalışmada, gerçek zamanlı kinematik GS ile nokta konumları belirlenerek statik GS ile bulunan nokta konumları ile karşılaştırma yapılmış ve - 3 cm farklılıklar bulunmuştur. Bu karşılaştırma sonucunda; gerçek zamanlı kinematik GS ölçülerinin birkaç cm duyarlık gerektiren konum belirleme çalışmalarında, duyarlık, zaman ve insan emeği açısından, uzun ölçme işlemi olan statik GS ölçmeleri yerine kullanılabileceği görülmüştür (Gökalp 1999). Şekil 1. GS Total Station sistemleri Günümüzde gelişen GS teknolojisi ile birlikte detay alımında detay noktalarının konum doğruluklarını ve üretim hızını artırmak, aynı zamanda üretim maliyetini düşürebilmek amacıyla GS destekli yeni detay alım yöntemlerinin araştırılmasına gereksinim duyulmuştur. Bu çalışmada geliştirilen GSSİT (GS Serbest İstasyon Tekniği) ni kullanan ve bu tekniğin detay alımına (doğrudan alım yapılamayan noktalarda) uygulanmasını sağlamak amacıyla GSSİT/TSK (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station ile Kutupsal Alım) ve GSSİT/TSU (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station ile Uzunluk Kestirme) detay alım yöntemlerinde Dur-git GS gözlem tekniği kullanılarak zeminde nokta bağımlılığı ortadan kaldırılmakta ve GS ile doğrudan alımı yapılamayan ağaç, bina, duvar gibi yüksek yapılar gibi detayların alım işlemleri çok pratik hale getirilmektedir.. GS Serbest İstasyon Tekniği (GSSİT) GS ölçüm tekniği, günümüzde, klasik ölçme tekniklerinin yerlerini büyük bir hızla terk etmeye başladıkları, uydularla konum belirleme esasına dayanan modern bir ölçme tekniği olarak yaygın bir şekilde değişik amaçlarla tercih edilen bir ölçme tekniğidir. Doğal olarak her teknik gibi GS tekniğinin de kendine özel bazı sorunları vardır. GS tekniği, uydulardan almış olduğu sinyallerle kenar kestirmesi yaparak konum belirlemeyi esas aldığından, uydu sinyallerinin GS alıcıları tarafından alınamadığı durumlarda konum çözümü yapılamamaktadır. Bu sorun açık arazilerde problem olmazken, özellikle şehirler gibi uydu sinyallerinin bloke edilebileceği ortamlarda, GS tekniği, nokta konumunun elde edilmesine olanak sağlamayabilir. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

4 Açık arazilerde GS ile detay alımında tercih edilen yöntem, zemine nokta tesis edilip, bu noktaların konumları GS ile belirlenmekte, buradan da detay alımına geçilmesi şeklindedir. Bu ise özellikle yapılaşmış bölgelerde projeye ek olarak zaman faktörünün yanı sıra personel, ölçüm ve tesis maliyeti açısından da bir yük getirmektedir. Serbest istasyon tekniğinin uyumlandırılarak, GS tekniği ile bütünleşik kullanılması durumunda bu problemlerin üstesinden gelebilen bir tekniğin kullanımı fikrinden hareket ederek, bu çalışma kapsamında geliştirilen ve uygulaması yapılarak pratikte kullanılabilirliği konusunda analizleri verilen, TeT (Tek Tribrach) tekniğini kullanan GSSİT Yöntemi ve bu tekniğin detay alımına uygulanması çerçevesinde geliştirilen GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU Yöntemleri ileride açıklanacaktır. Bütünsel olarak GSSİT ile detay alım sistemi şeklinde isimlendirilen bu yeni detay alım tekniğinin çekirdeğini, bir GS alıcısı ile bir TS`ın zorunlu merkezlendirilmelerinin, uygulanması son derece kolay ve basit bir teknik olan TeT tekniği ile yapılarak birleştirilmesi oluşturmaktadır. Bu sistemin özünü oluşturan TeT zorunlu merkezlendirme tekniği, bu adı, GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU yöntemlerinde kullanılan GS alıcısı ile TS nın birleştirilmesinde zorunlu merkezlendirmeyi gerçekleştirmek için tek bir üç ayağın kullanılmasından almaktadır. TeT birleştirme tekniğinin teorik amacını, TS ile gerçekleştirilen bir detay alım işleminde detaya ait ölçülerin dayandırıldıkları nokta olan TS nin optik merkezinin koordinatlarının bir GS anteni aracılığıyla toplanan GS gözlemleri yardımıyla belirlenmesi oluşturur. Bu noktalar GS destekli fotogrametrideki havai nirengiler benzeri, yine GS yardımıyla havada belirlenen bir tür havai istasyon noktaları oldukları için GS Serbest İstasyon Noktası veya kısaca GSSİN olarak isimlendirilmişlerdir. GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU yöntemlerinin uygulanmalarında önemli bir yere sahip olan bu GSSİN nın koordinatları ise, biri sabit diğeri gezici olmak üzere iki GS alıcısı ile yürütülen ve GS teki pek çok sistematik hatayı giderebilme veya minimize edebilme özelliğine sahip olan GS in bağıl (rölatif) konum belirleme tekniklerinden ikili fark alma yöntemi kullanılarak hesaplanmaktadır (Çorumluoğlu 1998)..1 GSSİT de TeT Tekniği İle Zorunlu Merkezlendirme GSSİT ile detay alım yöntemlerinde ilk adım, Total Station (TS) aletinin arazide alımı yapılacak detay noktalarının alımlarının kolaylıkla yapılabileceği ve GS uydu sinyallerinin GS alıcısı tarafından kolaylıkla alınabileceği bir yere (belli bir sabit nokta üzerine kurulma kaygısı olmaksızın) kurulması işlemini içerir. Daha sonra ise, zorunlu merkezlendirme için, TS ı sabitleyen üç ayak mandalı gevşetilerek TS yuvasından çıkartılır (Şekil ) ve yerine mevcut GS anteni üç ayak yardımıyla yerleştirilir (Şekil 3). Üç ayak TS yerleştirildiğinde düzeçlendiği için, GS anteni de üç ayaktaki yuvaya yerleştirildiğinde zorunlu olarak düzeçlenmiş olacaktır. Burada her iki donanımın da düzeçlenmesi için tek bir üç ayak kullanılması ve bu şekilde her ikisinin de aynı düşey doğrultuda düzeçlenmeye zorlandıkları için bu tekniğe TeT zorunlu merkezlendirme tekniği adı verilmiştir. Bu şekilde üç ayağın üzerine yerleştirilen GS anteni aracılığıyla yeterli bir süre (GS`teki hızlı statik yöntem kullanılıyorsa 5-10 dakikalık, dur-git yöntemi kullanılıyorsa iki epokluk) GS verisi toplanır. Bu veri, TS nin optik merkezinin tanımladığı, GS anteninin faz merkezi yardımıyla belirlenen ve detay ölçüleri için dayanak noktası olarak kullanılacak olan ve GSSİN olarak adlandırılan serbest istasyon noktasının koordinatlarının elde edilmesinde kullanılmaktadır. GS ölçümleri bittikten sonra GS anteni aparatı ile birlikte üç ayağın üzerinden alınarak TS tekrar eski yerine yerleştirilir ve bilinen kutupsal alım yönteminde yapıldığı şekilde detay alımına devam edilir. Düzeçlenen üç ayağın üst yüzeyi her iki alet üç ayağa yerleştirildiğinde sabit olacağından referans yüzey olarak alınır. Referans yüzey olarak alınan üç ayak yüzeyinin ortometrik yüksekliği, GS anten yüksekliğini I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

5 ( h a ) mm doğrulukta ölçmek suretiyle (Şekil 5) anten ofset değeri (Leica AT30 jeodezik anteni için ofset değeri 0,139 m. dir.) ile birlikte değerlendirilerek (1) eşitliği ile elde edilir. Aynı üç ayak üzerine TS monte edilmesi durumunda alet yüksekliği, referans yüzey olarak alınan üç ayaktan itibaren TS nin optik merkezine olan uzunluk ( h b ) mm doğrulukta ölçülerek (Şekil 4) ve (1,) eşitliği yardımıyla TS nın optik eksen yüksekliği bulunur. H (1) H T TS H H T H GS h offset Şekil. TS nin düzeçlenmiş durumu ve üç ayaktan çıkarılması H GS T h h b offset h () : Üç ayak referans yüzeyinin yüksekliği : GS anten faz merkezinin yüksekliği : GS anteni ofset değeri (0,139 m) H TS h a a Şekil 3. GS anteninin düzeçlenmiş üç ayağa yerleştirilmesi : TS nın optik merkezinin yüksekliği : Üç ayak referans yüzeyi ile GS anteni referans yüzeyi arasındaki yükseklik farkı h b : TS optik merkezi ile üç ayak referans yüzeyi arasındaki yükseklik farkı Aşağıda detayları verilecek olan GSSİT/TSK yöntemi tüm detay noktalarının yüksekliklerinin hesaplanmasına da imkan sağlayan bir yöntem olduğu için, yüksekliklerin de belirlenmesinin istendiği durumlarda, detay noktalarına tutulan prizmanın yerden yüksekliğinin de kaydedilmesi gerekir. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

6 h b h a Şekil 4. TS nin optik merkezinin üç ayak yüzeyine uzaklığı (alet yüksekliği= h ) b Şekil 5. GS anteni referans yüzeyinden Üç ayak yüzeyine olan uzaklık 3. GSSİT/TSK (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station İle Kutupsal Alım) Yöntemi GSSİT/TSK Yöntemi, GSSİT kullanılarak oluşturulan havai GS noktaları GSSİN na kurulan Total Station (TS) yardımıyla uyumlandırılmış kutupsal alım yöntemine göre detay noktalarının konumlarını elde etme yöntemidir. Buradaki uyumlandırılmış kutupsal alım yönteminden kasıt, klasik kutupsal alım yönteminde de kullanılan sabit noktaların yerini burada GSSİN nın almış olmasıdır. GSSİN, GSSİT yardımıyla belirlenen ölçüm aleti referans noktası şeklindeki genel bir ifadeyle tanımlanabileceği gibi, burada ise GSSİT ile koordinatları belirlenen havadaki TS optik merkezidir. Bu yöntemin uygulanabilmesi, GS kullanılarak konumu belirlenen GSSİN nın GS koordinatlarının yerel koordinat sistemine (ED-50 datumu) dönüşümünü gerektirmektedir. Bu nedenle önceden jeodezik olarak WGS-84 koordinatları belirlenmiş bir referans noktasına ve çalışma bölgesinin WGS-84 koordinat sistemi ile yerel koordinat sistemi arasındaki dönüşüm parametrelerine ihtiyaç vardır. GSSİT/TSK Yöntemi istenilen doğruluk, zaman ve maliyet göz önünde tutularak, Hızlı Statik veya Dur-git GS gözlem tekniği kullanılarak uygulanabilir. Bu yöntemin uygulanmasında cm seviyesinde doğruluk veren bağıl konum belirleme tekniğinin kullanılması uygun olacaktır. Bu nedenle, GS alıcılarından biri referans istasyonuna kurulurken diğeri ise gezici GS alıcısı olarak görev yapar (Wylde ve Featherstone 1995). GSSİN konumu bu şekilde tespit edilmiş olur. GSSİT/TSK yönteminin uygulanmasında, bilinen klasik kutupsal alım yöntemindekine benzer şekilde iki adet konumu bilinen sabit noktaya gereksinim vardır. Bu nedenle GS anteni aracılığıyla iki adet GSSİN nın konumlarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu bağlamda gezici GS anteni ile detay alımı yapılacak 1.GSSİN nın konumu belirlendikten sonra GS anteni üç ayak tan çıkartılarak.gssin na taşınır. Burada, alet sehpası üzerinde düzeçlenmiş durumda olan üç ayak a monte edilir ve GS verileri toplanarak kayıt edilir. Daha sonra 1.GSSİN ndaki üç ayağa Total Station (TS) yerleştirilerek ölçüme hazır hale getirilir. Ölçüye hazır hale getirilen TS.GSSİN ndaki GS anteni merkezine yöneltilerek yatay açısı sıfıra bağlanır (Şekil 6). TS yatay açısı sıfıra bağlandıktan sonra, detay noktasına yöneltilir, ölçme modu yatay açı (YA), yatay uzunluk (YM), kot farkı (KF) moduna alınarak durulan ve bakılan nokta koordinatları sıfır girilir ve detay noktalarına ait ham data alımı gerçekleştirilir. 1.GSSİN ndan alınabilecek detayların ölçümü tamamlandıktan sonra TS üç ayak ın mandalı gevşetilerek çıkartılır ve.gssin na taşınır..gssin ndaki GS anteni üç ayağın mandalı gevşetilerek çıkartıldıktan sonra bu sefer 3.GSSİN na taşınır ve burada da alet sehpası üzerinde düzeçlenmiş durumda olan üç ayağa monte edilerek GS verileri toplanır ve kayıt edilirler. Bu arada TS,.GSSİN ndaki üç ayağa yerleştirilir ve I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

7 ölçüye hazır hale getirildikten sonra 3.GSSİN ndaki GS anteni merkezine yatay açı sıfırlanır. 1.GSSİN ndan alımı yapılan son detay noktasından itibaren detay alımına devam edilir. Bu şekilde zincirleme GSSİN oluşturularak detay alımı sürdürülür. Alım işlemi tamamlandıktan sonra GS verileri ve TS ile elde edilen ham veriler ilgili değerlendirme programları yardımıyla değerlendirilirler. Arazi verilerinin merkeze aktarılır ve veriler değerlendirilir. Detay noktasına ait konum bilgileri ise, (3) eşitliği yardımıyla hesaplanır. Şekil 6. GSSİT/TSK Yöntemi çalışma prensibi I S S.sin Z h S.cos Z (AB) 400 Y X Y X GSIN 1 GSIN 1 g S.sin S.cos (3) (3) bağıntısında; (AB) : GSSİN1 den GSSİN ye olan semt açısı : GSSİN1 den ye olan semt açısı β : Başlangıç doğrultusundan ye olan yatay açı a : GS için alet yüksekliği b : TS optik ekseninin üç ayağın referans yüzeyinden olan düşey uzaklığı (alet yüksekliği) i : Reflektör yüksekliği (işaret yüksekliği) S I : Eğik uzunluk S : Yatay uzunluk h : TS nın optik ekseni ile reflektör arasındaki düşey uzunluk Z : Zenit açısı olarak kullanılmıştır. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

8 4. GSSİT/TSU (GS Serbest İstasyon Tekniği Total Station İle Uzunluk Kestirme) Yöntemi Bu çalışma kapsamında GSSİT ne uyumlandırılan diğer bir detay alım yöntemi ise uzunluk kestirme tekniğini esas alan GSSİT/TSU yöntemidir. GSSİT/TSU Yöntemi de, GSSİT/TSK Yönteminde olduğu gibi GSSİT kullanılarak oluşturulan GSSİN (GS Serbest İstasyon Noktası) na kurulan bir Total Station (TS) ile sadece yatay uzunluk ölçerek detay noktalarının konumlarını elde etmede kullanılan ve bu çalışma kapsamında geliştirilen bir yöntemdir. Benzer şekilde, bu yöntemin uygulanabilmesi için de önceden jeodezik olarak WGS-84 koordinatları belirlenmiş bir referans noktasına ve çalışma bölgesinin WGS-84 koordinat sistemi ile yerel koordinat sistemi arasındaki dönüşüm parametrelerine ihtiyaç vardır. Yöntemin temel mantığı, aynı detay noktasına koordinatları bilinen iki ayrı noktadan olan yatay uzunlukların ölçülmesi esasına dayanmasıyla bilinen klasik uzunluk kestirme yöntemiyle aynıdır. Fakat yöntem, uygulanış biçimiyle farklılık gösterir. GSSİT/TSU Yönteminde zemine tesis edilmiş sabit noktaların yerini konumu GS anteni aracılığıyla belirlenmiş havadaki GSSİN oluşturur. Yine GSSİT/TSK Yönteminde olduğu gibi, istenilen doğruluk, zaman ve maliyet göz önünde tutularak, Hızlı Statik veya Dur-git GS gözlem tekniği kullanılarak uygulanabilir. GS alıcılarından biri referans istasyonuna kurulurken diğeri ise gezici GS alıcısı olarak görev yapar ve GSSİN konumunu tespit etmek amacıyla kullanılır. Bu yöntemde de GSSİT/TSK Yönteminde olduğu gibi, gezici GS anteni ile detay alımı yapılacak 1.GSSİN nın konumu belirlendikten sonra GS anteni üç ayaktan çıkartılarak.gssin na taşınır. Burada, alet sehpası üzerinde düzeçlenmiş durumda olan üç ayağa monte edilerek GS verileri toplanır ve kayıt edilirler. Daha sonra 1.GSSİN ndaki üç ayağa Total Station (TS) yerleştirilir ve ölçüye hazır hale getirilir. TS detay noktalarına yöneltilerek bu noktadan alımı yapılabilecek tüm detay noktalarının sadece yatay uzunlukları ölçülür. Daha sonra TS, üç ayağın mandalı gevşetilerek çıkartılır ve.gssin na taşınır. Burada veri alma işlemini tamamlayan GS anteni üç ayak gevşetilerek çıkartılır ve 3.GSSİN na taşınır. GS anteni burada da üç ayağa yerleştirilerek veri alma işlemi gerçekleştirilir. Bu arada,.gssin nda üç ayaktan çıkartılan GS anteni yerine TS yerleştirilir ve üç ayak kilitlenir. TS ölçüye hazır hale getirilir ve 1.GSSİN ndan alımı yapılan bütün detay noktalarının yine sadece yatay uzunlukları ölçülür (Şekil 7). Şekil 7. GSSİT/TSU Yöntemi çalışma prensibi I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

9 Bu yöntemin en önemli özelliği 1.GSSİN ile.gssin nın aynı detayları görme zorunluluğudur. Bu durum da göz önüne alınarak birbirini takip eden GSSİN oluşturularak detay alımına devam edilir. GS verileri ve TS ile elde edilen yatay uzunluk verileri birlikte değerlendirilerek detay noktasının konumu (4), (5) ve (6) eşitlikleri yardımıyla belirlenir. GSSİT/TSU Yönteminde detay koordinatları Koordinatları Bilinen İki Noktadan Uzunluk Kestirme yazılımıyla kolayca elde edilebilmektedir. Yazılımda,, açıları cosinüs teoremi yardımıyla bulunduktan sonra A ve B noktalarının detay noktalarına olan açıklık açısı hesaplanmakta ve yatay uzunluk yardımıyla detay noktalarının koordinatları (5) ve (6) bağıntılarından bulunmaktadır. 400 g Y Y Y Y X X X 1 1 Y A(GSSIN1) Y1 Y X X X B(GSSIN ) 1 A(GSSIN1) B(GSSIN ) X S.sin 1 S.sin S.cos 1 S.cos (4) (5) (6) Daha sonra bulunan her iki GSSİN a bağlı olarak kestirilen detay noktasının koordinatı, iki koordinatın ortalaması şeklinde belirlenmiş olmaktadır. 5.Yöntemlerin Doğruluk Analizi Bu bölümde, uygulamada kullanılan referans yöntem Klasik/TSK ve yeni geliştirilen GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU yöntemlerinin teorik olarak detay konumu elde etme doğrulukları incelenecektir Klasik/TSK yöntemi Klasik/TSK Yönteminde, detayda oluşabilecek nokta konum hatasını bulabilmek için, alet kurulan poligon noktasının (A) konum doğruluğunun bilinmesine ihtiyaç vardır. Total Station kullanılarak elde edilebilecek bir poligon noktasının konum hatası 5 cm olarak kabul edilmiştir. Bu kabulün gerekçesi, Büyük Ölçekli Haritaların Yapım Yönetmeliğindeki madde 55 ve madde 58 e dayanmaktadır. Bu kabule göre Total Station ile kutupsal koordinat yöntemine göre alımı yapılan bir detay noktasının konum hatası; ı M m S. ms (7) formülü ile hesaplanır (İnal ve ark. 1996). Burada; S : oligon noktası ile detay noktası arasındaki yatay uzunluk m : Kullanılan Total Station nın doğrultu ölçme inceliği m s : Kullanılan Total Station nın uzunluk ölçme inceliği I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

10 00 : Grad cinsinden cc olarak ifade edilmişlerdir. Kullandığımız Total Station Topcon GTS-701 için m 6 ve ( mm ppm) olarak alınmıştır. Yöntemin detay nokta konum hatasını şekil 8 de görüleceği üzere m s, m, S, parametrelerine bağlı olarak hesaplamak mümkündür. m s Şekil 8. Klasik/TSK Yöntemi için elde edilen detay noktası konum hatası oligon noktası ile detay noktası arasındaki uzunluk ortalama 100 m. alındığında m s ( mm ppms) ( 0,1x), mm olarak elde edilecektir. Burada; A poligon noktasının konum hatası : 5 cm GTS-701 için doğrultu ölçme inceliği ( m ) cc : 6 GTS-701 için uzunluk ölçme inceliği ( m ) s :, mm Topcon GTS-701 Total Station aleti için doğrultu ve uzunluk ölçme inceliği Topcon firmasının GTS-701 aleti için hazırlamış olduğu kullanım kılavuzundan alınmıştır (Topcon GTS-701). Bu değerleri (7) formülünde yerine konulursa; cc I cc, M = ±,4 mm =0,4 cm elde edilir. Bu değere A poligonunun konum hatası da eklenirse, detay noktasındaki toplam konum hatası, M M = 5 0, 393 = ± 5,01 cm olarak elde edilir. M = A ı 5.. GSSİT/TSK yöntemi GSSİT/TSK Yönteminin Klasik/TSK Yönteminden tek farkı, alet kurulan GSSİN (GS Serbest İstasyon Noktası) konum koordinatlarının GS ile belirlenmiş olmasıdır. Bu yöntemde poligon nokta konum koordinatları Dur-git gözlem metodu ile belirlenmiştir. Kullanılan Leica SR9500 GS alıcısı için Dur-git gözlem tekniği ile elde edilecek konum doğruluğu (10-0 mm + 1 ppm) dir ve bu doğruluk, referans noktasına olan uzaklığa göre değişmektedir. Yapılan uygulamalarda ortalama referans uzaklığı 1000m. alınmıştır. Buna göre elde edilen GSSİN nın ortalama konum doğruluğu, 15 mm + 1ppm =15 mm+1mm = 16 mm =1,6 cm olarak bulunacaktır. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

11 Kullanılan Total Station, yine Topcon GTS-701 olduğu için m 6 ve ( mm ppms) olarak alınmıştır. Yöntemin detay nokta konum hatasını yine şekil 11 de m s görüleceği üzere m, S, m parametrelerine bağlı olarak hesaplamak mümkündür. Herhangi bir detay, noktasının GSSİN na ortalama uzaklığı 0 m. alındığında; GSSİN konum hatası : 1,6 cm cc GTS-701 için doğrultu ölçme inceliği ( m ) : 6 s GTS-701 için uzunluk ölçme inceliği ( m s ) :,0 mm olacaktır. Bu değerler Klasik/TSK Yönteminde olduğu gibi (7) formülünde yerine konulursa; cc I 6 M 0000., 04 = ±,0 mm = ± 0,0 cm cc cc olarak bulunur. Bu değere GSSİN nın konum hatası da eklenirse, detay noktasındaki toplam konum hatası, M = M M = 1,6 0, 05 = ± 1,61 cm olarak elde edilir. GSSİN ı 5.3. GSSİT/TSU yöntemi GSSİT/TSU Yönteminde de GSSİT/TSK Yönteminde olduğu gibi GSSİN konum koordinatları Dur-git gözlem tekniği kullanılarak elde edilir. GSSİT/TSU Yönteminde sadece S 1 =a ve S =b yatay uzunlukları ölçüldüğü için, detay konum koordinatlarını hesaplayabilmek ve konum hatasını belirleyebilmek için ve açılarına ve bu açıların elde edilme doğruluklarına gereksinim vardır. Y 1 X Y 1 Y A X S.sin A 1 S.cos 1 Y X Y B X S.sin B S.cos Y1 Y X1 X X (9) Ölçülen S 1 =a ve S =b yatay uzunlukları ve A ve B GSSİN nın değerlendirme sonrası bulunan koordinatlarından hesaplanan S=c uzunluğu kullanılarak, açısı cosinüs teoremi yardımıyla bulunmaktadır (Şekil 9). (8) açısı için cosinüs teoremi aşağıdaki gibi yazılabilir, a cos c.a.c b a arccos c.a.c b (10) I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

12 Şekil 9. GSSİT/TSU Yöntemi ile detay noktasının elde edilmesi Buradan açısının elde edilme doğruluğunu tespit etmek için (10) uygulandığında;. ' formülüne hata yayılma kuralı ' u arccos u (11) 1 u 4.c.a.c.(a c b ) 4.c.a (1) a a c b 1.c.a 4.c.a.b 4.c.a (13) b a c b 1.c.a m.m a. b m (14) a b elde edilir. (14) formülü ile bulunan açısının elde edilme doğruluğu (15) formülünde yerine konularak noktasının konum doğruluğu bulunur. M ı m S. m (15) si i Kullanılan Leica SR9500 GS alıcısı için Dur-git gözlem tekniği ile elde edilecek konum doğruluğu 10-0 mm + 1 ppm dir. Bu doğruluk referans noktasına olan uzaklığa göre değişmektedir. Yapılan uygulamalarda ortalama referans uzaklığı 1000m. alınmıştır. Buna göre elde edilen bir GSSİN nın ortalama konum doğruluğu, 15 mm + 1ppm =15 mm+1mm = 16 mm =1,6 cm olarak bulunmuştur. GSSİT/TSU Yöntemi için detay noktasının elde edilme doğruluğunu bulmak için S=c=5.00m, S 1 =a=0.00m. ve S =b=0.00m. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

13 ortalama değerler kabul edilmiştir. Bu kabullere göre, (1) ve (13) formüllerinden elde edilen değerler (14) formülünde yerine konularak, m 0, (radyan) değeri, S 0.00m için ise m (mm ppms),0 mm değeri bulunur. i si Bu değerler (15) formülünde yerine konulursa M ı 3,0 mm bulunur. Bu değere GSSİN nın konum hatası da eklenirse, detay noktasındaki toplam konum hatası, M = M M = 1,6 0, 957 = ± 1,63 cm olarak elde edilir. GSSİN ı S, S 1 ve S nin seçimine bağlı olarak elde edilebilecek detay konum hataları tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Seçilen uzunluklara bağlı detay konum hataları S, S 1 ve S (m) M p (mm) S=0, S 1 =S =15 ±,889 S=30 S 1 =S =0 ±,908 S=40 S 1 =S =5 ± 3,00 S=40 S 1 =S =30 ±,931 S=5 S 1 =S =0 ±, Maliyet analizi Kampüs test alanında yapılan uygulama sonuçlarının maliyet analizi, GS ile doğrudan alımı yapılamayan detaylar ve tüm test alanı için ayrı ayrı yapılmış ve yöntemlerin proje maliyetleri karşılaştırılmıştır. GS ile doğrudan alımı yapılamayan detaylar ve test alanının tamamı için yapılan maliyet analizlerinde Klasik yöntemin, GS destekli yöntemlere oranla maliyetinin çok daha fazla olduğu görülmektedir. Bu maliyetin ana sebeplerinden birisi zaman ve diğeri de zemin tesisidir. GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU Yöntemleri ile, uygulama kolaylığı olması dolayısıyla zaman tasarrufu ve zemin tesisini ortadan kaldırması gibi özelliklerinden dolayı düşük maliyette sayısal harita yapımı gerçekleştirilebilmektedir. Yöntemlerin proje maliyetlerine bakıldığında, maliyeti en düşük yöntem olan GSSİT/TSK Yönteminin tüm test alanı için Klasik Yöntemin maliyetine oranla % 46 oranında maliyetinin daha düşük, GSSİT/TSU Yönteminin maliyetinin de yine Klasik Yöntemin maliyetine oranla % 31 daha düşük olduğu görülmektedir. Bu da bize, geliştirilen GS destekli GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU Yöntemlerinin günümüz mühendislik ölçmelerinde aranılan kriter olan zaman, maliyet ve doğruluk kriterlerine uygun bir yaklaşım sergilediğini göstermektedir. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

14 7. Sonuçlar Ve Öneriler Bu çalışma için yapılan uygulamalar, GS ile doğrudan alımı yapılabilen detayların alımı ve GS ile doğrudan alımı yapılamayan detayların alımı olmak üzere iki şekilde yapılmıştır. Her iki uygulamada da klasik yöntem referans alınmıştır. Klasik yöntem referans alınarak elde edilen uygulama sonuçları Tablo ve Tablo 3 de özet olarak verilmiştir. Tablolarda verilen sonuç özetleri incelendiği zaman, bu çalışmada geliştirilip uygulanan GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU Yöntemlerinin uygulanabilir bir yöntem olduğu görülmektedir. Tablo. GS ile doğrudan alımı yapılabilen detay alımı sonuçları Yöntemler M h cm M p (x,y) cm Klasik GSSİT/TSK ± 3,483 ± 5,597 Klasik GSSİT/TSU ± 5,319 Klasik GS (Dur-git) ±,899 ± 5,501 GSSİT/TSK GSSİT/TSU ± 3,41 GS (Dur-git) GSSİT/TSK ± 1,776 ± 3,790 GS (Dur-git) GSSİT/TSU ± 3,850 Tablo 3. GS ile doğrudan alımı yapılamayan detay alımı sonuçları Yöntemler M p (x,y) cm Klasik GSSİT/TSK ± 4,843 Klasik GSSİT/TSU ± 4,94 GSSİT/TSK GSSİT/TSU ± 3,839 GS ile doğrudan alım yapılabilen detay alımlarında, GS (Dur-git) referans alınarak elde edilen konum hataları ise GSSİT/TSK Yönteminin doğruluğunun, GSSİT/TSU Yöntemine göre daha fazla olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışma kapsamında geliştirilen ve uygulaması yapılan GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU yöntemleri, uygulama sonuçları ve analizler de göz önüne alındığında uygulanabilir yöntemler olarak görünmektedir. GS destekli detay alım yöntemlerinde olduğu gibi GSSİT/TSK ve GSSİT/TSU yöntemlerinin de en büyük dezavantajı yoğun yapılaşmanın olduğu bölgelerde çalışma zorluğudur. Bu tür bölgelerde konum doğruluğunun düşmesi veya GS alıcısının uydu görüşünü sağlayamadığı durumlarla karşılaşılabilmektedir. Bu dezavantajların giderilebilmesi amacıyla, son yıllarda üretilen alıcılar, GLONASS uydularından da veri alabilecek şekilde donatılmışlar ve GS uydularının yetersiz kaldığı durumlarda konum doğruluğu artırıcı rol üstlenmişlerdir. Uzay esaslı konum belirleme tekniği olan GS in ölçme ve jeodezi mesleğinde çığır açtığı bilinen bir gerçektir. Ülkemizde ve dünyada bilim adamları ve mühendisler, GS in kullanım alanlarını sistemi I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.

15 tasarlayanların bile hayal edemeyeceği yerlere kadar genişletmişlerdir. Ancak, yine de GS sonsuz kullanım alanı olan bir sistem değildir; onun da kullanım alanları için sınırlar vardır, örneğin, yeterli sayıda (dört) ya da hiç uydu sinyalinin alınmadığı şehir içleri, ormanlar, köprü altları, tüneller ve bina içleri gibi alanlar. Sinyal iletişiminin güç olduğu veya olmadığı alanlarda GS ten yararlanmak için uydusallar geliştirilmiştir. Uydusallar, jeodezi ve ölçme yanında navigasyon amaçları için de kullanılabilmektedir. Birkaç yıl içinde uydusalların GS ile birlikte veya GS siz kullanımının yaygınlaşacağı ve hatta ileride total stationların yerini alacağı düşünülmektedir (Mekik 003). Kaynaklar ÇORUMLUOĞLU, Ö., 1998, GS Aerotriangulation In Observation Space, h. D. Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, England, 33 pp. GÖKAL, E., 1999, Gerçek Zamanlı Kinematik GS Konumlarının Statik GS İle Test Edilmesi, Harita Dergisi, sayı MEKİK, Ç.,003, Uydusallar (seudolitler), Harita ve Kadastro Mühendisliği Dergisi, sayı 88. SUMTER, C.W., ASHER, G.W, 1994, Real-Time Kinematic GS For Cadastral Survey, USDA Forest Service, Wyoming. WYLDE G.., FEATHERSTONE, W.E., 1995, An Evaluation of Some Stop and Go Kinematic GS Survey Options, Australian Surveyor, No:3, Vol:40, p: YANG, C.S., KIM, S.S., 1998, The Expected Roles And roblems Of Gps For Coordınated Cadastral Surveyıng, FIG XXI FIG Congress, Brighton. I. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, Ekim 003, İstanbul.