Doç. Dr. Faruk YILDIRIM

Transkript

1 Ders Sorumlusu Doç. Dr. Faruk YILDIRIM BÖLÜM-1- GENEL TANIMLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 1

2 1. KAYNAKLAR Bu kaynak Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Harita Mühendisliği Bölümünde okutulan JEODEZİ-I dersine ait yardımcı DERS NOTU olarak hazırlanmıştır. Bu ders notunda anlatılan bilgiler çeşitli kitap, internet bilgileri (kaynakları) ve makaleler derlenerek elde edilmiştir. Hiçbir ticari kaygı taşımamaktadır. İçeriğinde olabilecek/var olan hataları ve her türlü eleştirinin bildirilmesi için adresine geri dönüş yapabilirsiniz. Kaynaklarından yararlandığım tüm bilim insanlarına teşekkür ederim!!! JEODEZİ I F. YILDIRIM 2

3 1. KAYNAKLAR Özbenli, E., (2001), Jeodezi-I, KTÜ Basımevi, Trabzon. Aksoy, A., Güneş, İ. H., (1990), Jeodezi-I, İTÜ matbaası, İstanbul. Özbenli, E., (1972), Jeodeziye Giriş, Elipsoid Geometrisi, Matbaa Teknisyenleri Basımevi, İstanbul. Fiala F.,(1973), Matematiksel Kartografya, İTÜ, İstanbul. Uçar, D. İpbüker, C. Bildirici, İ. Ö., (2004), Matematiksel Kartografya, Harita Projeksiyonları Teorisi ve Uygulamaları, Atlas Yayın Dağıtım, İstanbul. Grossmann, W., (1976), Geodätische Rechnungen und Abbildungen, Stuttgart. Ulsoy, E., (1977), Matematiksel Geodezi, Kutulmuş Matbaası, İstanbul. Thomas, P. D., (1952), Conformal Projections in Geodesy and Cartography, Washington. Richardus, P. ve Adler, R. K., (1972), Map Projections for Geodesists, Cartographers and Geographers, Amsterdam. Smith, J. R. (1997), Introduction to Geodesy, John Wiley&Sons. Hooijberg, M. (1997), Practical Geodesy, Springer. Yang, Q., Snyder, J., Tobler, W. (2000), Map Projection Transformation, Taylor&Francis. Pearson, F.(1990), Map Projections, CRC Press. Bugayevskıy, L.,Snyder, J. (1995), Map Projection, Taylor&Francis. JEODEZİ I F. YILDIRIM 3

4 Krakiwsky, E.J., Wells, D.E., Coordinate Systems in Geodesy, Lecture Notes:16, Department of Geodesy and Geomatics Engineering, University of New Brunswick. Jekeli, C., Geometric Reference Systems in Geodesy, Division of Geodesy and Geospatial Science, School of Earth Sciences, Ohio State University. Dilaver, A., Jeodezide Temel Koordinat Sistemleri, KTÜ Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Trabzon. BÖHHY, Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği. BÜ KRDAE, Jeodezi Anabilim Dalı. Jeodezi, Datum, Koordinat Sistemleri, Harita Projeksiyonları, Dawson, J., Steed, J., International Terrestrial Reference Frame (ITRF) to GDA94 Coordinate Transformations, Australian Goverment, Geoscience Australia. Kahar, J., Lecture Note on Geodesy, Research Center for Seismology, Volcanology, and Disaster Mitigation at Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University. Kahveci, M., Yıldız, F., GPS/GNSS Uydularla Konum Belirleme Sistemleri, Teori ve Uygulama, 5. Basım, Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti., 225 sayfa. Eriksson, H., Geodetic reference systems and Map projections, Lund University. Calais, E., Terrestrial Reference System and Frame, Datum Transformations, Purdue University EAS Department, Civil Demir, C., Cingöz, A., Türkiye Ulusal Düşey Kontrol Ağı (TUDKA-99), Hekimoğlu, Ş., Jeodezi Ders Notları, Y.T.Ü. Müh. Fak. Har. Müh. Bölümü. Hekimoğlu, Ş., Koordinat Sistemleri Ders Notları, Y.T.Ü. Müh. Fak. Har. Müh. Bölümü. Üstün, A., Jeodezik Astronomi Ders Notları, S.Ü. Müh. Fak. Har. Müh. Bölümü. Üstün, A., Uydu Jeodezisi Ders Notları, S.Ü. Müh. Fak. Har. Müh. Bölümü. Arslan, E., Ülke Ölçmeleri ve Jeodezi Ders Notları, Doğanalp, S., Jeodezide Koordinat Sistemleri, Necmettin Erbakan Ü. Müh. Fak. Har. Müh. Bölümü. JEODEZİ I F. YILDIRIM 4

5 2. DERS KONULARI Tanışma, ders programı ve içeriğinin tanıtılması, yararlanılabilecek kaynaklar Genel tanımlar, Jeodezinin konusu Yeryüzünün Şekli Datumlar, Yatay ve Düşey Datum Türkiyenin kullandığı datumlar ITRF, ED50 Uzay Ölçme Teknikleri; GNSS, LLR, SLR, VLBI, DORIS, INSAR Jeodezik Ağlar TUD-54 TUTGA Tusaga-Aktif, CORS-TR Elipsoid, elipsoid parametreleri Dünyada kullanılan elipsoid çeşitleri Elipsoidde enlem çeşitleri, sayısal uygulama Elipsoidde eğrilik ve yarıçaplar, sayısal uygulama Elipsoidde uzunluk hesabı, sayısal uygulama Elipsoidde alan hesabı, sayısal uygulama Jeodezik Eğri Elipsoidde jeodezik temel problem (JTP) çözümü,sayısal uygulama Elipsoid yerine küre kullanımı Soldner ve Gauss Küresi Kürede; Azimut, Semt, Konvergens, sayısal uygulama Kürede; Coğrafi koordinatlarla JTP çözümü Kıble tayini JEODEZİ I F. YILDIRIM 5

6 3. GENEL TANIMLAR Jeodezi; Yeryuvarının şekil, boyut, ve gravite alanı ile zamana bağlı değişimlerinin 3 boyutlu bir koordinat sisteminde tanımlanmasını amaçlayan bir bilim dalıdır. Jeodezinin bilimsel ağırlıklı faaliyetleri; Yeryuvarı şeklinin ve çekim alanının belirlenmesi, Yerkabuğu değişimlerinin izlenerek, Jeodinamik sorunların çözümünde önemli yer tutan bilgiler üretmek Jeodezinin uygulamaya yönelik görevleri: Yeryüzü parçalarının bir sistemde belirlenmesi ve değişik amaçlar için veri üretimi Jeodezinin konuları: Teorik esas ve hesaplamalar Matematiksel Jeodezinin Konusu: Yatay ve düşey datumların tayini, Elipsoid ve küre seçimi ve bunlar üzerinde jeodezik hesaplar Fiziksel Jeodezinin Konusu: Jeoidin belirlenmesi ve Jeoidin elipsoide indirgenmesi. JEODEZİ I F. YILDIRIM 6

7 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ ve BÜYÜKLÜĞÜ İlk ve Orta Çağ: İnsanoğlu ilkçağlarda yaşam ve korunma gereksinimi için çok küçük bir parçasını tanıdığı yerin tamamı hakkında bilgi sahibi olması beklenemezdi. Uygarlaşmayla birlikte insanoğlu yaşam sınırlarının dışına taşmış ve yeryuvarının şekli ve büyüklüğünü öğrenme merakına ve ihtiyacına dönüşmüştür. Bu nedenle jeodezi biliminin tarihi uzun, ilginç ve hala devam (dünya dışı galaksi ve gezegenler) etmektedir. Thales (MÖ ) Dünyayı etrafı suyla çevrili daire veya dörtgen şeklinde bir düzlem parçası Pisagor un (MÖ ) talebeleri yerin küre biçiminde olacağını maddi bir delile dayanmaksızın ortaya attılar JEODEZİ I F. YILDIRIM 7

8 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : İlk ve Orta çağlarda Pisagor (MÖ ) talebeleri yerin küre olması gerektiğini ortaya attılar fakat maddi delil yoktu. Aristo (MÖ ) yerin küre olduğunu tabiatta gözlemlediği;. Deniz yüzeyinin eğriliği Farklı coğrafi enlemlerde yıldız yüksekliğinin farklı olması Farklı coğrafi boylamlarda güneş yüksekliğinin farklı olması Ay tutulmalarında yerin gölgesinin daire biçiminde oluşu JEODEZİ I F. YILDIRIM 8

9 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : İlk ve Orta çağlarda Arşimed (MÖ ) deniz yüzeyinin eğriliğinden yer yarıçapını R=8833km Eratosthenes (MÖ ) Asuan ve İskenderiye de aynı andaki güneş yüksekliği farkından R=7361km Eratosthenes Asuan da yaz güneşinin öğle saatinde kuyunun dibini aydınlattığı, ertesi yıl aynı gün ve saatde iskenderiye de güneşin zenitden 7.2 derece uzak ölçmüştür. İki yer arası mesafeyi de kervan yolundan tahmin etmiştir. Posidonius (MÖ ) Rodos ve İskenderiye de canapus yıldızının ufukla yaptığı açıdan ve deniz yolu mesafesi tahmin ederek R=7068km JEODEZİ I F. YILDIRIM 9

10 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : İlk ve Orta çağlarda Hristiyanlığın yayılmasıyla bilgiler arka plana atılmış felsefi olarak yerin düzlem bir plaka olduğu kabul edilmiş. İslam alemi ayet (deve kuşu yumurtası)ve hadisler ışığında pek çok çalışmalar yapmışlardır. El Memun (827) iki ölçü ekibi bir noktada kutup yıldız yüksekliğini ölçtükten sonra biri kuzeye diğeri de güneye kutup yıldızı yüksekliğini bir derece büyük ve küçük ölçünceye kadar yol almışlar ve katettikleri yoluda ölçmüşlerdir. R=6595km Biruni ( ) Hind sahillerinde yüksekliği bilinen bir dağdan deniz ufkunun yüksekliğini ölçmüş R=6770 km JEODEZİ I F. YILDIRIM 10

11 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : İlk ve Orta çağlarda İdrisi ( ) Akdeniz ülkelerini gösterir enlemleri gösteren dünya haritası JEODEZİ I F. YILDIRIM 11

12 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : Yeni çağ Piri Reis ( ) dört kıtayı aslına yakın gösteren dünya haritası: iskender zamanında yapılan haritalardan, arap, hind, çin ve portekiz haritalarından ve kristof Kolomb un haritasından yararadığını haritasının sol alt tarafında belirtmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 12

13 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : Yeni çağ Fernel ( ) Paris ve Amiens arasındaki mesafeyi arabasının tekerleğinin dönüşünü sayarak ve her iki noktanın enlemini bir quadranta güneşe rasat yaparak R=6373km hesaplamıştır. Snellius ( ) ilk kez nirengi tekniği kullanılarak Hollandada Alkmaar ve BergeOp Zoom arasındaki mesafeyi 33 üçgenden kurduğu nirengi ağı yardımıyla, her iki noktada yaptığı kutup yıldızı gözlemleri ile ettği enlem farkıyla R=6369km hesaplamıştır. Jean Picard ( ) Paris ve Amiens arasındaki mesafeyi Snelliusun nirengi metodu ile yeniden ölçmüş, her iki noktada yaptığı kutup yıldızı gözlemleri ile ettği enlem farkıyla R=6372km hesaplamıştır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 13

14 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ : Yeni çağ Fizikçi Newton ( ) ve Huygens ( ) yerçekimi kuvvetinin ekvatora yaklaştıkça azalması gerçeğinden yararlanarak, yerin kendi ekseni etrafında dönmesinin bir dönel elipsoid şekli doğurması gerektiğini ifade etmişlerdir. Eisenschmidt ( ) ve Cassini ( ) yaptıkları ölçülerde kutuplarda yerin basık değil sivri olduğunu göstermişlerdir. Cassini ve sonraki bilim adamları kutuplara ve ekvatora yakın iki yerde ve ve farklı enlemlerde en az iki meridyen yayıölçüsü yapılarak kutuplardan basık ve yerin tam şeklinin bir elipsoide (jeoid) uymadığı ortaya çıkmıştır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 14

15 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ Nasa tarafından 700 km yükseklikteki Terra uydusundan çekilen her iki yarım küreyi gösteren fotoğraflar JEODEZİ I F. YILDIRIM 15

16 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ Yerin gerçek biçimine jeoid adı verilmektedir. Fakat jeoid geometrik olarak ifade edilebilen bir yüzeye sahip olmadığından haritacılık çalışmalarında yalnızca noktalar arası yükseklik farklarının çok doğru olarak bilinmesi gereken bazı işler dışında referans yüzeyi olarak alınmaz. Yerin jeoide en yakın biçimi ise elipsoid dir. Elipsoid geometrik bağıntıları bilinen bir yüzeydir ve bu özelliği ile büyük bölgelerin büyük ve özellikle orta ölçekli harita takımlarının üretilmesi için yeryuvarının biçimi için referans yüzeyi olarak alınmaktadır. Elipsoidin basıklığı çok küçük ve dolayısıyla yer elipsoidi küreden çok az farklıdır. Örneğin;60 cm çaplı bir küre kutuplardan 1 mm bastırılırsa, basıklığı yer elipsoidinin basıklığına denk bir yüzey elde edilir. Gözle farkedilmesi mümkün değildir. Küre ise geometrik bağıntıları bakımından elipsoide göre şüphesiz daha basittir. Küçük ölçekli haritalarda küre ile elipsoid arasındaki büyüklük farkı haritaya yansımadığından yerin biçimi küre alınmaktadır. Büyük bir bölgenin küçük ölçekli (ölçekleri 1: dan daha küçük olan haritalar) haritası yapılması gerektiğinde yeryuvarının biçiminin küre olarak alınabilir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 16

17 4. YERYÜZÜNÜN ŞEKLİ jeoid yüzeyini tanımlamak için karmaşık fiziksel ve matematiksel ilişkiler ve sonsuz sayıda parametreler gerekir. Buna rağmen ölçme aletleri ile algılanması veya ölçülmesi mümkündür. elipsoid ise matematiksel ve geometrik olarak en az iki parametre ile ifade edilebilir. Fakat ölçme aletleri ile algılamak mümkün değildir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 17

18 Jeoid: Gel-git etkisi gibi etkilerden arındırılmış yerin eş potansiyelli yüzeylerinden ortalama deniz yüzeyi ile çakışan ve karaların altından da devam eden yüzeye Jeoid denir. Deniz Yüzeyi Elipsoid Dünya yüzeyi Jeoid JEODEZİ I F. YILDIRIM 18

19 JEODEZİ I F. YILDIRIM 19

20 Şekil: Dünyanın dönme eksenine göre toplam hareketleri (J. Krynski.,2004) JEODEZİ I F. YILDIRIM 20

21 CHAMP uydusundan ilk verilerin alınmasıyla jeoidin belirlenmesi JEODEZİ I F. YILDIRIM 21

22 5. DATUMLAR Datum, Lokal ve Global Referanslandırma Datum; herhangi bir noktanın yatay ve düşey konumunu tanımlamak için elipsoidin, enlem-boylam oryantasyonunun ve fiziksel bir orijinin belirlenerek başlangıç alınan referans yüzeyidir. Böylece jeodezik hesaplamalar için referans yüzeyinin şekli ve boyutu tanımlanır. Yatay datum: Koordinatlar için referans alınan başlangıç yüzeyi Düşey datum: Yükseklikler için referans alınan başlangıç yüzeyi JEODEZİ I F. YILDIRIM 22

23 JEODEZİ I F. YILDIRIM 23

24 Jeoid ve Elipsoid JEODEZİ I F. YILDIRIM 24

25 Jeoid ve Elipsoid JEODEZİ I F. YILDIRIM 25

26 Datum parametreleri Referans Elipsoidi Başlangıç noktasının koordinatları ve dönüklükleri En yaygın kullanılan Referans Elipdoidleri ve parametreleri z =(a-b)/a O a b a y x Dönme ekseni En yaygın kullanılan Datum ve Elipsoidleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 26

27 JEODEZİ I F. YILDIRIM 27

28 En Yaygın Kullanılan Jeodezik Datumlar ve Elipsoidleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 28

29 Farklı referans elipsoidleri ve datum başlangıçları ED50 datumu ve eski nirengi ağı ölçmelerinde N jeoid ondülasyonun hesaplama zorluğu gereği ;Ülke ölçmelerinde hesap yüzeyi olarak alınacak elipsoid, sözkonusu ülkedeki jeoid yüzeyine en yaklaşık elipsoid olmalıydı. Fakat günümüz GPS ölçü sistemi ve CORS-TR kullanılımı ile bu kural aranmamaktadır. Hooijberg, M., Practical Geodesy Using Computers, Springer-Verlag, Germany. JEODEZİ I F. YILDIRIM 29

30 Datum uyuşmazlığı (ITRF ve ED50) Yeni üretilen haritalarda siyah ve mavi olmak üzere iki karelaj mevcuttur. Bu x ve y yönündeki fark datum farklılığından gelmektedir. + karelaj : ITRF datumu + karelaj : ED50 datumu JEODEZİ I F. YILDIRIM 30

31 ED50 Datumu(Eski) ve ITRF96 Datumu(Yeni) ED50 ITRF96 Dünya yüzeyi Dünyanın Ağırlık Merkezi Hayford Elipsoidi 1909 (İnternational 1924) Elipsoid merkezi Postdam, Almanya GRS80 Elipsoid Postdam, Almanya Jeoid JEODEZİ I F. YILDIRIM 31

32 465 Milyon yıl önce 225 Milyon yıl önce Kıta Hareketleri ve depremler sonucu ortak bir datum çalışmasına gidilmiştir. Böylece koordinatlara 4. boyut hız ve hareket vektörü eklenmiştir. 135 Milyon yıl önce 65 Milyon yıl önce Wegener, A., (1915), Continental Drift. Günümüz JEODEZİ I F. YILDIRIM 32

33 Kıta Hareketleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 33

34 ITRF Datumu ve GRS 80 Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) ve Uluslararası Jeodezi ve Jeofizik Birliği (IUGG), 1987 yılında IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) yi kurdular. IERS 1988 yılında faaliyete geçti. IERS nin temel amaçlarından birisi, IERS yersel referans sistemini yani ITRS ( International Terrestrial Reference System) ni oluşturmaktır. Bu sistemin temel özellikleri; Orjini dünyanın merkeziyle çakışık, Ana düzlem, periyodundaki dünyanın ortalama ekvatoruyla çakışık, Ana doğrultu, ekvatoral düzlem ile Greenwich den geçen meridyen düzlemin keşişimidir. Uygulamalarda IERS, yersel referans çatısı (ITRF) ITRS olarak bilinir. ITRF; VLBI (Very Long Baseline Interferometry), LLR (Lunar Laser Ranging), GPS, SLR (Satellite Laser Ranging) ve DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) ölçü istasyonlarındaki hız değerleri ve koordinatların değerlendirilmesiyle oluşur. Sırasıyla ITRF88, ITRF89, ITRF90, ITRF91, ITRF92, ITRF93, ITRF94, ITRF95, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2003, ITRF2005, ITRF2008, ITRF2011, ITRF2013 ve ITRF2015 isimleriyle tanımlanan sistemler mevcuttur. ITRFyy, ileri veya geri istasyon hızları tabaka hareketlerini gösterir. Bu sistem, dünyaya dağılmış 500 ana istasyondan oluşur. JEODEZİ I F. YILDIRIM 34

35 ITRF Noktaları: Uluslararası GPS Servisi (IGS) izleme ağı JEODEZİ I F. YILDIRIM 35

36 ITRF Noktaları: Uluslararası GPS Servisi (IGS) izleme ağı JEODEZİ I F. YILDIRIM 36

37 UZAY TEKNİKLERİ SLR LLR VLBI GNSS DORIS InSAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 37

38 Satellite Laser Ranging (SLR, Uydu Lazer Uzaklık Ölçmeleri) Ölçü Prensibi: Dünya üzerine dağılmış ölçme istasyonları tarafından, geriyansıtıcı (retro reflector) taşıyan uydulara gönderilen kısa lazer pulsunun çıkış ve geri dönüş zamanları arasındaki farkın ölçüldüğü tekniktir. Çift yollu uzunluk ölçümüdür. Jeodinamik araştırmalar amacıyla geliştirilen SLR uydu tekniği, dünya referans ağının oluşturulmasında kullanılmaktadır. SLR ağları, dünyanın dönme parametreleri değerlerinin incelikle belirlenmesini sağlamıştır. Bu teknikte nokta konumu cm doğrulukta belirlenebilmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 38

39 SLR yer istasyonları JEODEZİ I F. YILDIRIM 39

40 Lunar Laser Ranging, LLR Ölçü Prensibi: Dünya üzerine dağılmış ölçme istasyonları tarafından, ay üzerinde bulunan geri yansıtıcılara (retro reflector) gönderilen kısa lazer pulsunun çıkış ve geri dönüş zamanları arasındaki farkın ölçüldüğü tekniktir. Çift yollu uzunluk ölçümüdür. Apache Point Observatory Lunar Laser Ranging Operation (APOLLO) JEODEZİ I F. YILDIRIM 40

41 LLR yer istasyonları JEODEZİ I F. YILDIRIM 41

42 Çok Uzun Bazlı Enterferometri Very Long Baseline Interferometry (VLBI) Ölçü Prensibi; Kuasardan (çok uzakta olan ve radyo dalgaları yayan gök cismi) yayılan sinyallerin iki veya daha fazla sayıdaki radyo teleskoplarının antenleriyle alınmasındaki zaman farkını ölçer. Çok sayıda kuasardan dünya üzerine dağılmış birçok antene gelen sinyallerdeki zaman farkını ölçtüğünden, antenlerin eş zamanlı hassas konumlarını tanımlar. En prezisyonlu tekniktir. Dünya dönme parametrelerinin belirlenmesi, tektonik plaka hareketlerinin izlenmesi, uzaysal referans ağlarının tanımlanması, yersel referans ağlarının sürdürülmesi, Dünya üzerindeki güneş ve ayın çekimsel kuvvetlerinin ölçümü, atmosferik modellerin geliştirilmesinde kullanılır JEODEZİ I F. YILDIRIM 42

43 VLBI yer istasyonları JEODEZİ I F. YILDIRIM 43

44 DORIS (Doppler Orbitography and Radio positioning Integrated by Satellite) Hassas konum belirleme ve uydu yörüngesi belirleme için Fransa tarafından geliştirilmiş bir sistemdir. Belli frekanslarda sinyal gönderen ve yörüngesi bilinen uydunun yer noktasına olan uzaklık değişiminin neden olduğu Doppler etkisinden yer uydu uzaklıkları belirlenmektedir. Uluslararası Doris Servisi CLS tarafından işletilmektedir. Doris sisteminin temeli, Doppler Etkisi prensibine dayanmaktadır. Hareket etmekte olan bir cisme gönderilen ve geri alınan dalgaların frekansları cismin hızına göre değişmekte ve bu farklılık belirlenebilmektedir. Uluslar arası Yersel Referans ağların sürdürülmesinde katkısı vardır. Topex/Poseidon ve Jason altimetre uydularına katkısı vardır. Bu uydular okyanus yüzeyinde yüzey akıntısı ve dalga yüksekliklerini gözlemler. JEODEZİ I F. YILDIRIM 44

45 InSAR (Radar Uydu Enterferometresi) InSAR (Radar Uydu Enterferometresi) Aynı alanın (<1000) görüntüsünün birbirine yakın iki veya daha fazla uydudan elde edilmesi Yüzey değişimlerini cm doğrulukla beliremeye imkan verir. SAR sistemi konumu 2D koordinat sisteminde belirlerken, insar 3. boyutun ölçülmesini sağlıyor. JEODEZİ I F. YILDIRIM 45

46 UYDULARLA KONUM BELİRLEME SİSTEMLERİ (GNSS) GPS (ABD) GLONASS (RUSYA) BEIDOU/COMPASS (ÇİN) QZSS (JAPONYA) IRNSS/GAGAN (HİNDİSTAN) GALLILEO (AVRUPA BİRLİĞİ) JEODEZİ I F. YILDIRIM 46

47 GNSS İN UYGULAMA ALANLARI a. Askeri Kullanım Alanları Kara, deniz ve hava araçlarının navigasyonu Arama Kurtarma Hedef bulma Füze güdümü Uçakların görüşün sınırlı yada hiç olmadığı hava koşullarında iniş ve kalkışı JEODEZİ I F. YILDIRIM 47

48 GNSS İN UYGULAMA ALANLARI b. Sivil Kullanım Alanları Kara, deniz ve hava araçlarının navigasyonu Jeodezik ve Jeodinamik ölçmeler Kadastral Ölçmeler Kinematik GPS destekli fotogrametrik çalışmalar Yerel ve global deformasyon ölçmeleri (baraj, yol, viyadük v.b) Araç Takip sistemleri Uçakların görüşün sınırlı yada hiç olmadığı hava koşullarında iniş ve kalkışı Aktif kontrol ağları (CORS) CBS veri tabanlarının geliştirilmesi Turizm, tarım, ormancılık, spor, arkeoloji Asayiş JEODEZİ I F. YILDIRIM 48

49 ITRF :Ölçü yöntemleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 49

50 ITRF :Ölçü gözleme istasyonları JEODEZİ I F. YILDIRIM 50

51 Yöntemlerin doğrulukların karşılaştırılması JEODEZİ I F. YILDIRIM 51

52 6. Türkiye Mevcut Datum; ITRF Datumu ve GRS 80 Elipsoidi Ülkemiz jeodezik altyapısı olan, Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) ve Türkiye Geoidi (TG) 1999 yılından beri ITRF96 koordinat sistemine ve GRS80 elipsoidine dayanmaktadır. TUTGA, Ulusal Nirengi Ağı ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca, tektonik hareketlerin incelenmesi ve jeodezik altyapıdaki fiziksel hasarların onarılması için, Türkiye Ulusal Sabit GPS Ağı (TUSaGA) çalışmaları da TUTGA çalışmalarına paralel devam ederek bitirilmiş ve CORS-TR adı altında uygulamaya geçilmiştir. Bu ağ da ITRF ye dayalıdır. TUTGA ve TUSaGA ölçüleri, ITRF ye dayalı türetilmiştir. Konum duyarlığı 1 cm, yükseklik duyarlığı ise 2-3 cm dir. Halbuki WGS84, doppler ölçmelerine dayanmaktadır. Mutlak duyarlığı 1 m den daha iyi olamaz. Dolayısıyla kadastro ve jeodinamik çalışmalar, bu referans sistemine dayandırılamaz. ITRF96 koordinat sistemi, ED50 datumu ile arasındaki koordinat dönüşümü tanımlı ulusal temel jeodezik ağdır. Jeodezik uygulamalarda zaman kavramının gözönünde bulundurulmasını öngören TUTGA, bu özelliği ile diğer ülkelerin ulusal ağlarından farklı bir yapıda olup başından sonuna kadar Türk Jeodezicileri tarafından oluşturulmuştur JEODEZİ I F. YILDIRIM 52

53 6- Jeodezik Kontrol Ağları Bir referans sisteminin gerçekleştirilebilmesi için o sistemde koordinatı bilinen noktalara ihtiyaç vardır. Referans sistemini gerçekleştirmek amacıyla tesis edilen bu noktalara kontrol noktası, bu noktaların meydana getirdiği yapıya da kontrol ağları adı verilir. Ülke kalkınması birlikte incelendiğinde bir ülke için Jeodezik Referans Sistemi ve buna bağlı üretilen harita ve harita bilgileriyle kalkınma süreçleri ve stratejileri arasında doğrudan bir ilişki olduğu rahatlıkla görülmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 53

54 Jeodezik Kontrol Ağlarının Sınıflandırılması 1) Yersel Ağlar (Ülke Temel Nirengi Ağı) 2) GPS Ağları (Cors-TR) 1) Büyük jeodezik ağlar (ITRF) 2) Kıta Jeodezik ağlar (ETRS) 3) Ülke jeodezik ağlar (TUTGA) 4) Lokal jeodezik ağlar 1) Gravite ağları 2) Yatay ağlar 3) Düşey ağlar (nivelman ağları) a) Geometrik nivelman ağları b) Trigonometrik nivelman ağları 4) Üç boyutlu ağlar a) 3B yersel ağlar b) 3B GPS ağları 5) Bütünleşik ağlar 1) Gravite ağları 2) Nirengi ağları a) Yersel nirengi ağları ** Doğrultu ağları ** Kenar ağları ** Doğrultu kenar ağları b) GPS ağları JEODEZİ I F. YILDIRIM 54

55 7. Türkiye Jeodezik Ağlar Koordinatlar haritaların üretimine bağlı olarak belirli bir datum ve projeksiyonda elde edilebilmektedir. Ulusal düzeylerde bakıldığına bir ülkede üretilen haritalar büyük oranda o ülkenin belirlediği standartlarda üretilmektedir. Bu standartlara doğal olarak datum ve projeksiyon bilgisi de dahildir. Konum bilgisi kavramı içinde konumun belirlendiği zaman bilgisi büyük önem taşımaktadır. Bunun öncelikle iki önemli nedeni vardır. konuma bağlı bilgilerin güncelliği bilgisi; fiziksel yeryüzünün zamana bağlı değişimleri nedeniyle konum bilgisinin doğrudan değişime uğramasıdır. Bu noktalardan hareketle konum bilgisi dört boyutlu (4D) olarak ele alınmalıdır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 55

56 7. Türkiye Jeodezik Ağlar Ülkemizde, diğer bir çok ülkede de olduğu gibi jeodezik referans sistemleri günümüze kadar bir çok aşamadan geçmiştir. Ulusal düzeyde yürütülen çalışmaların yanı sıra problemlerin çözümünü hızlandırmak amacıyla yerel (lokal) çalışmalar düzeyinde yürütülen jeodezik referans sistemleri teknolojinin olanakları dahilinde yatay konum bilgisi için iki boyutlu (2D), düşey konum bilgisi için bir boyutlu olmak üzere iki farklı yapıda tasarlanmışlardır. Bu yaklaşımla üretilen konum bilgileri ve bu konum bilgilerinin ilişkilerinde elde edilen haritalar lokal datumda üretilmiş ve haritaları üretilen alanlar için yeryüzünün fiziksel geometrisi düzlem olarak kabul edilmiş ve haritalar bu yaklaşımla üretilmiştir. Ülkemizde bu biçimde üretilmiş bir çok harita güncelleme çalışmalarının tamamlanmamış olması nedeniyle halen geçerliliğini korumaktadır. Bununla beraber ulusal düzeydeki jeodezik referans sistemi çalışmaları yine bilim ve teknolojinin sağladığı olanaklar çerçevesinde yatay ve düşey 2D+1D jeodezik referans sistemleri olarak ayrı yapılar olarak üretilmişlerdir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 56

57 7.1. Türkiye Ulusal Temel Nirengi Ağı Türkiye Ulusal Datumu-1954 (TUD-54) Orta Avrupa da Herlmert Kulesi Turm oktasında çekül sapmasının doğu-batı bileşeni ve kuzey-guney bileşeni olacak şekilde boyutları Hayford Elipsoidi olacak şekilde başka bir elipsoid oluşturulmuş ve elipsoidin bu konumuna Avrupa Datumu 1950 denmiştir. Türkiye Ulusal Nirengi (Triyagülasyon) Ağı en son 1954 yılında Avrupa datumuna bağlı 8noktaya (Bulgaristan ve Yunanistan daki )dayalı dengelenerek ED50 (European Datum1950, Hayford Elipsoidi ) datumunda yatay olarak konumlandırılmıştır. Batıya yakınlaşma karşılıklı bilgi aktarımının sağlanması ve bilginin Avrupa düzeyinde yayılmasının ve paylaşımının sağlanmasından bu bağlantı gerekmekteydi. Bu elipsoid önce Ankara civarındaki I. Derece noktalardan Meşedağı nda çekül sapması sıfır kabul edilmek üzere ve Dua tepe noktasına olan astronomik azimut Laplace azimutu kabul edilerek uzayda yerleştirilmiştir. Bu şekilde ulusal datum tanımlanmıştır. Yine Türkiye Ulusal Düşey Kontrol Ağı nın datumu Antalya mareografına bağlı olarak 1967 de belirlenmiştir. Bu ağların tasarımlarında hiyerarşik jeodezik ağ yaklaşımı benimsenmiş ve kontrol noktalarının zamana bağlı fiziksel yer değişimleri göz ardı edilmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 57

58 TUD-54 Ağına Bağlı Yönetmelik Ülkemizde Jeodezik Referans Sistemlerini konu alan ilk teknik yönetmelik tarihinde yürürlüğe giren 1:2500 ve Daha Büyük Ölçekli Harita ve Planların Yapım Yönetmeliğidir. Bu yönetmelik öncesinde yürütülen çalışmalar kurumların hazırlamış olduğu teknik şartnameler düzeyinde, kurumların gereksinimlerine bağlı olarak yapılıyordu yönetmeliği, yerel Jeodezik Referans Ağlarına ve harita çalışmalarının yapıldığı alanların düzlem olarak ele alınmasına olanak tanıyan bir yönetmeliktir sonrasında tarihinde yürürlüğe giren diğer bir yönetmelik 1:5000 Ölçekli Standart Topografik Fotogrametrik Harita Yapım Yönetmeliği ve sonrasında tarihinde Büyük Ölçekli Harita Yapım Yönetmeliğidir. Özellikle 1988 yönetmeliği sonrasında üretilen ve günümüzde Arazi ve Kent Bilgi Sistemlerine altlık oluşturan haritaların üretimine altlık oluşturan yönetmelik 1988 yönetmeliğidir. Bu yönetmelik büyük ölçekli harita çalışmalarını düzlemden elipsoide taşımış ve ulusal düzeyde datum ve projeksiyon birliğini ön görmüştür. Bu yönetmelik ne yazık ki ulusal düzeyde tüm büyük ölçekli harita üretimini standartlaştırmayı hedeflememiş sadece tecile konu 128 haritaları kapsamına almıştır. Bu da yönetmeliğin yürürlükte olduğu süre içinde ulusal düzeyde kurumsal standartlara bağlı üretilen uygulamalarının önüne geçememiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 58

59 TUD-54 Noktaları Birinci Derece Noktalar (I. Derece Yatay Kontrol Ağı): kuzey-güney ve doğu-batı doğrultularındaki zincirlerin çevrelediği poligonlar biçimindedir. 98 adet noktada astronomik gözlemler, enlem, boylam ve azimut belirlenmiş, 40 adet baz ölçüsü yapılmış, doğrultu ölçmeleri 24 dizi gerçekleştirilmiştir. Doğrultu ve baz ölçmelerine, çekül sapması bileşenlerinden dolayı olanların dışında, her türlü indirgeme, elipsoid yüksekliği yerine ortometrik yükseklikler alınarak uygulanmıştır. Elipsoid yüzüne indirgenmiş ölçülerin dengelemesi dolaylı ölçüler dengelemesi yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Dengelemenin düzlemde yapılması amacıyla yeryüzünden elipsoide indirgenmiş ölçüler, bu kez elipsoidden Lambert-Konik projeksiyonuna aktarılmıştır. Dengelemede Laplace azimutları ve Meşedağ noktasının astronomik gözlemlerle belirlenen enlem ve boylam değeri sabit tutulmuştur.. JEODEZİ I F. YILDIRIM 59

60 TUD-54 Noktaları Datum : ED50 Elipsoit : Uluslararası Hayford, Dengeleme : 1954 Avrupa Ağıyla Ortak Nokta : 8 I. Derece Poligon Sayısı : 27 ; Astronomik Nokta : 99 I. ve II. Derece Nokta : I. ve II. Der. Nok. Sıklığı: 185 km2 (13km/nok.) III. Derece Nokta : I., II. ve III. Der. N. Sık. : 13 km2 (3-4km/nok.) JEODEZİ I F. YILDIRIM 60

61 Türkiye Yatay Kontrol (Nirengi) Ağı ve bu ağa dayalı olarak yersel tekniklerle üretilen ağların derecelendirilmesi aşağıdaki gibidir : I. Derece Ağ ve Noktalar: Kenar uzunluğu km olan noktalar. II. Derece Ağ ve Noktalar: Kenar uzunluğu km olan noktalar. III. Derece Ağ ve Noktalar: Kenar uzunluğu 4-15 km olan noktalar ile BÖHYY ye göre oluşturulan ortalama 5 km kenar uzunluğundaki III. Derece ağlar ve noktaları. IV. Derece Ağ ve Noktalar: BÖHYY ye göre oluşturulan ara, tamamlayıcı ve dizi nirengi noktaları. V. Derece Ağ ve Noktalar: Poligon ağları ve noktaları. Türkiye Ulusal Düşey Kontrol (Nivelman) Ağı ve bu ağa dayalı olarak oluşturulan düşey kontrol ağlarının derecelendirilmesi aşağıdaki gibidir : I. Derece Nivelman Ağı ve Noktaları: Ülke Nivelman Ağı ve Noktaları. II. Derece Nivelman Ağı ve Noktaları: Ülke Nivelman Ağı ve Noktaları. III. Derece Nivelman Ağı ve Noktaları: En çok 40 km uzunluğundaki luplarla üst dereceli ağlara dayalı sıklaştırma ağı ve noktaları. Ana Nivelman Ağı. IV. Derece Nivelman Ağı ve Noktaları: En çok 10 km uzunluğundaki luplarla üst dereceli ağlara dayalı sıklaştırma ağı ve noktaları. Ara Nivelman Ağı. V. Derece Nivelman Ağı ve Noktaları: Poligon ve tamamlayıcı nivelman ağı ve noktaları. Numaralama; BÖHYY, 1999, sayfa 26 JEODEZİ I F. YILDIRIM 61

62 7.1.3 TUD-54 DEZAVANTAJLAR Türkiye Ulusal Nirengi Ağı hiyerarşik bir ağ yapısına sahiptir. Üst dereceli ağ her zaman alt dereceli ağa koordinat vermektedir. Tasarımında Türkiye nin tektonik yapısı göz ardı edildiğinden notalarının fiziksel yapısı değişmiş olmasına karşın koordinatları değişmez alınmıştır. Tektonik yapı nedeniyle özellikle yılda ortalama 2 cm lik doğal hareketlere maruz kalan fay bölgelerinde ağ büyük oranda bozulmaya uğramış ve bir çok gereksinime yanıt veremez duruma gelmiştir yılında dengelenen ağın günümüze kadar özellikle fay bölgelerinde uğradığı hasarı kabaca tahmin etmek zor değildir (2 cm*49 yıl 88 cm). Bu hasar bir çok bölgede bu değerin çok daha üstüne çıkmaktadır, deprem oluşan alanlarda ise çok daha büyük değerlere ulaşmaktadır. Tüm bu fiziksel etkilerden kaynaklanan hasarların dışında, geçmişte kullanılan ölçme teknolojileri ve yöntemlerinden kaynaklanan distorsiyonlar eklendiğinde Türkiye Ulusal Nirengi Ağının günümüz ve geleceğin teknolojisi olan CBS teknolojilerine altlık oluşturması mümkün değildir. Bununla beraber bu ağın geçmişten günümüze taşıdığı toplum yaşamıyla doğrudan ilişkili ve hukuksal değerlere sahip harita ve harita bilgilerinin geleceğe olabildiğince doğru ve güvenilir olarak aktarılması da bir zorunluluktur. JEODEZİ I F. YILDIRIM 62

63 GPS ölçüleri, deprem öncesi (intersismik) tektonik plaka hareketleri nedeniyle nokta konumlarında büyüklük ve yönü bölgeden bölgeye değişen yatay yönde 2-3 cm/yıl mertebesinde değişiklik olduğunu göstermektedir. İnter-sismik tektonik plaka hareketleri nedeniyle, TUD-54 nokta konumlarında, toplam ± metre mertebesinde yer değiştirmeler beklenmelidir. Bunun yanı sıra, Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ), Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ), Ege Graben Sistemi ve Doğu Anadolu başta olmak üzere ortalama her 1-2 yılda bir Mw 6 büyüklüğünde deprem olmakta, deprem anındaki (kosismik) hareketler nedeniyle deprem yüzey kırığının yakın çevresinde en büyük, uzaklaştıkça azalan, kırığın her iki tarafında farklı yönde toplam ± 2-3 metre yer değiştirmeler meydana gelmektedir. Ayrıca depremlerin hemen sonrasında ilk üç ay boyunca etkili olan artçı depremler ko-sismik hareketlere benzer nitelikte ± 5 10 cm mertebesinde deprem sonrası (post-sismik) yatay konum değişikliğine neden olmaktadır. Sonuç olarak inter-sismik, ko-sismik ve post-sismik yerkabuğu hareketleri nedeniyle; TUD-54 noktalarında büyüklük ve yönü bölgeden bölgeye değişen en çok ± 3 5 metre mertebesinde yatay konum değişikliği olduğu düşünülmektedir. Düşey konum değişiklikleri daha çok deprem sırasında oluşmakta olup deprem yüzey kırığı çevresinde 1-3 metre değerlerine ulaşmakta, yüzey kırığından uzaklaştıkça azalmaktadır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 63

64 Şekilden ülkemiz; Karadeniz, Avrasya, Anadolu, Ege, Afrika ve Arap levhalarının etkisi altındadır. Ülkemizin yaklaşık %92 sinin deprem riski altında olduğunun önemli bir göstergesidir. Bu göreceli ve homojen büyüklükte olmayan hareketlerin yıllık büyüklükleri de yatay ve düşey doğrultularda ortalama 2 cm dir. Bu kabuk hareketlerinin anlamı Ülke Nirengi Ağı, TUTGA ve bunlara bağlı ya da lokal olarak tesis edilmiş tüm jeodezik amaçlı ağlar bu hareketlerin sonucunda geometrik olarak değişime, diğer bir deyişle deformasyona uğrarlar. JEODEZİ I F. YILDIRIM 64

65 7.2. Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) Gelişen bilim ve teknolojiler ışığında, özellikle yapay uydu bazlı konum belirleme sistemlerinin hızla gelişmesiyle jeodezik referans aylarının tasarım yaklaşımı değişime uğramış, bilgi teknolojilerinin geleceğe yönelik gereksinimlerini karşılamak amacıyla dört boyutlu jeodezik referans sistemleri tasarlanmaya başlanmıştır. Bu kapsamda ülkemizde Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) yılları arasında ITRF96 (International Terrestrial Reference Frame 1996) datumunda oluşturulmuştur. Uydu konum belirleme ve bilgi teknolojilerine altlık oluşturmak amacıyla oluşturulan TUTGA, GPS teknolojisinin yükseklik bilgisini elipsoidal olarak sağlaması dolayısıyla Türkiye Geoidi (TG) ile birlikte üretilmiştir. Böylece TUTGA nın yükseklik bileşeni fiziksel yeryüzü ile ilişkilendirilmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 65

66 7.2. Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) TUTGA Projesi 1999 yılı sonu itibariyle ülke genelinde tamamlanıp teslim alma aşamasına gelmişti. Ancak 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 depremleri sonucunda metrelerce yerkabuğu hareketleriyle oluşan bozulmalar, revizyon ölçülerinin yapılması zorunluluğunu doğurmuştur. Revizyon ölçüleri Harita Genel Komutanlığınca dengeleme işlemleri sonucu 2000 yılında tamamlanmıştır. Yeni kurulacak jeodezik temel ağ; üç boyutlu jeosentrik koordinat sisteminde, ITRF96 sisteminde (1-3 cm doğruluğunda) belirli bir zamanda (epok), epoklu her noktasında üç koordinat [(x,y,z) veya (enlem, boylam, elipsoid yüksekliği)], hız [(vx,vy,vz ) veya (vj,vl,vh )], ortometrik yükseklik (H) ve jeoid yüksekliği (N, TG 99 türkiye jeoidi, TUDKA-99) bilinen, ülke yüzeyine olabildiğince homojen dağılmış, ulaşımı kolay ve birbirini görme zorunluğu olmayan noktalardan oluşan, jeodezik nokta konumlama, navigasyon ve jeodinamik amaçlarla kullanıma uygun, halen kullanımda olan ED-50 datumundaki Ulusal Temel Yatay Kontrol Ağı ile arasındaki dönüşümü sağlanan, GPS teknolojisine dayalı, özelliklerini taşır. Ağa Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) ismi verilmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 66

67 7.2. Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı yılları arasında Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü adına Harita ve Genel Komutanlığı ile imzalanan bir protokol kapsamında Harita Genel Komutanlığı Jeodezi Dairesi tarafından gerçekleştirilmiştir. Gelişen harita ve harita bilgilerinin üretim teknolojilerine altlık oluşturan önemli bir jeodezik altyapıdır. 4D olarak tasarlan TUTGA küçük ölçekli/ düşük çözünürlüklü tüm çalışmalara altlık oluşturabilecek özelliktedir. Ayrıca ITRF datumunda olması dolayısıyla TUTGA ya bağlı üretilen harita ve harita bilgileri global düzeyde kullanılabilir ve paylaşılabilir özelliktedir. Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği (BÖHHBÜY) TUTGA nın sıklaştırılmasına ilişkin standartları da içermektedir. Bu sıklaştırma özellikle Kent Bilgi Sistemlerini oluşturmayı hedefleyen bilinçli yerel yönetimlerce (İstanbul, Ankara, İzmir vb) 1990 lı yılların ortasından beri yapılmaktadır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 67

68 7.2. Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) Datum : ITRF96 Elipsoid: GRS80 Toplam nokta sayısı : 594 Ülke Temel Nirengi Ağı ile çakışık : 91 Jeodinamik çalışmalarla ortak : 53 Nivelman yüksekliği olan : 181 SLR nokta sayısı : 5 Noktalar arası uzaklıklar : 15 ile 70 km Ortalama : 1315 km2/nokta JEODEZİ I F. YILDIRIM 68

69 7.2. Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA) A Derece Ağlar ve Noktalar : Global (ITRF, WGS84) ve bölgesel (ETRF) ağlar ve noktalarıdır. B Derece Ağlar ve Noktalar : Uluslararası veya bölgesel ağlara dayalı Ulusal GPS ağı ve noktalarıdır (TUTGA). C Derece Ağlar ve Noktalar : B derece ağın sıklaştırılması ile oluşan ağlardır ve aşağıdaki alt dereceli ağ ve noktalardan oluşur: C1 Derece Ağlar ve Noktalar : Üst derecedeki ağlara dayalı, baz uzunluğu km olan ağ ve noktalarıdır (Ana GPS Ağı ve noktaları : AGA). C2 Derece Ağlar ve Noktalar : Üst derecedeki ağlara dayalı, ortalama kenar uzunluğu 5 km olan ağ ve noktalarıdır (Sıklaştırma GPS Ağı ve Noktaları: SGA). C3 Derece Ağlar ve Noktalar : Üst derecedeki ağlara dayalı, en büyük baz uzunluğu 3 km olan ağ ve noktalarıdır (Alım için Sıklaştırma Ağı ve Noktaları: ASN). C4 Derece Ağlar ve Noktalar : Üst derecedeki ağlara dayalı poligon ağı ve noktaları ile poligon bağlanabilen fotogrametrik noktalarıdır. Numaralandırma; BÖHHBÜY, sayfa15-16 JEODEZİ I F. YILDIRIM 69

70 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 70

71 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 71

72 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 72

73 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR TUTGA da tasarımı itibarıyla ülkemizin büyük bir yüz ölçüme sahip olması dolayısıyla Türkiye Ulusal Nirengi Ağı gibi hiyerarşik bir ağ yapısına sahiptir. Bununla beraber 4D tasarımındaki 4. boyut zaman boyutudur. Bu boyutu sayesinde TUTGA nın ülkenin tektonik yapısına karşı duyarlı olması ve güncellenebilmesi hedeflenmektedir. TUTGA nın jeodinamik amaçlı ağları içermesi sayesinde 4. boyutu modellenebilmiştir. Bu durumda TUTGA nın hız modeli çok daha sağlıklı ve doğru biçimde üretilebilecektir. (96, 98, 2000, 2003, 2005, 2008, 2011,2013,2015 epok) Hız ve Koordinat hesabı (TUTGA_EK11.pdf), BÖHHBÜY, Ek-11 TUTGA nın seyrekliğinin yanı sıra en zayıf noktalarından biri, Türkiye Ulusal Nirengi Ağı ile ortak noktalarının sayısının azlığı ve ülkenin özellikle doğusunda ve kuzeydeki yetersiz (arazi ve güvenlik) dağılımıdır. Bu nedenle de nirengi ağıyla ortaklığını artıracak sıklaştırma çalışmalarının yapılması bir zorunluluktur. Ancak bu yolla yüksek çözünürlüklü geçmiş bilgileri geleceğe doğru ve güvenilir olarak taşımak mümkün olabilecektir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 73

74 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 74

75 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 75

76 ÖRNEK: ÖLÇÜ EPOĞUNA TAŞIMAK, DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 76

77 ÖRNEK: ÖLÇÜ EPOĞUNA TAŞIMAK, DEZAVANTAJLAR JEODEZİ I F. YILDIRIM 77

78 ÖRNEK: ÖLÇÜ EPOĞUNA TAŞIMAK, DEZAVANTAJLAR TUTGA sistemini kullanarak 16 Mayıs 2007 günü yaptığınız ölçüde; HGK ınca epoğunda yayınlanan G40-G001 nolu (X= ,3862m;Y= ,1645m;Z= ,2966m; x =0,01 03m/yıl; y =0,0083m/yıl ; z =0,0115m/yıl) GİRESUN noktasını kullanmanız gerekmektedir. Bu noktaya; ölçüye başlamadan önce getirilecek düzeltmeyi ve son koordinatlarını hesaplayınız? JEODEZİ I F. YILDIRIM 78

79 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR Halen ülke genelinde yaklaşık 5000 in üzerinde GPS alıcısı bulunmaktadır. Bu GPS kullanıcıları, statik veya RTK (gerçek zamanlı) tekniklerinden yararlanarak, önce kendi baz istasyonlarını oluşturmakta sonra da gezici alıcılarla koordinatlarını hesaplamaktadırlar. Statik ölçülerde, baz uzunluğu ve uyguladıkları yönteme bağlı olarak, geziciler 15 dakikadan saatlere varan ölçü zamanına gereksinim duymaktadırlar. RTK kullanımı durumunda ise baz istasyonundan 5-10 km uzaklığa kadar çözüm sağlayabilmektedirler. Bu kadar zahmetli ve pahalı bir yaklaşım sonucu belirlenen noktalar ise, arazide, değişik boyutlarda taşlarla (pilye dahil) işaretlenmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 79

80 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgilerini Üretim Yönetmeliği (BÖHHÜY) kapsamındaki nokta sıklaştırma ve hız kestirimi sırasında dikkat edilmesinin yararlı olacağı değerlendirilmektedir. İki epok ölçülerle hız belirlenmesinin güvenilir olmadığı, özellikle 3 6 ay gibi zaman aralıklarında yapılacak ölçülerle hız belirlenmesi sırasında ölçü hatalarının hız tahmininde baskın olduğu ve uzun zaman aralığı olmadan yapılacak tekrarlı ölçülerin güvenilir ve ekonomik olmayacağı değerlendirilmektedir. Ülkemizdeki GPS ölçüleri, ilgili bölümde de verildiği üzere 1990 lı yıllara dayanmaktadır. Söz konusu tarihten 2000 li yılların başlarına kadar ülkemizdeki sabit istasyon sayısının yeterli sayıda olmaması, mevcut olan istasyonlardan bir kısmının da daha sonra depremler nedeniyle kosismik ve post-sismik etkilere maruz kalması, referans sisteminin tanımlanmasında kullanılabilecek istasyonları Avrupa ve Asya dakilerle sınırlamaktadır. Türkiye Ulusal Sabit GPS İstasyonları Ağı (TUSAGA) ve Türkiye Ulusal Sabit GPS İstasyonları Ağı-Aktif (TUSAGA-Aktif) nın önemli bir işlevi de Türkiye Ulusal Datumunun yüksek duyarlıkla tanımlanmasına katkıda bulunmaktır. Bu anlamda, söz konusu ağların TUTGA ile bağlantısının sağlanmasının önemli olduğu değerlendirilmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 80

81 7.2. (TUTGA) DEZAVANTAJLAR Ülkemizde coğrafi konumu itibarıyla zamana bağımlı değişken özellikte mekansal bilgi ile sistem tasarımı yapılmak zorundadır. %92 si deprem riski altında olan ülkemizde mekansal bilginin durağanlığı kesinlikle söz konusu değildir. Bu da öncelikle mekansal bilgiye altlık oluşturacak olan jeodezik altyapının tasarımına doğrudan bağımlıdır. TUTGA tasarımı itibarıyla bu özellikleri teknik olarak benimsemiş olsa da fiziksel yapısı itibarıyla CBS tasarımlarının gereksinimlerinin tamamına yanıt verebilecek durumda değildir. Bu kapsamda TUTGA BÖHHBÜY tanımlandığı gibi sıklaştırılmalı, sabit GPS referans istasyonlarının oluşturduğu bir ağ ile desteklenmeli, Bu gelişim süreci sürekliliğini her zaman korumalı ve sürekli gelişen bu jeodezik altyapı, tüm kurum ve kuruluşların paylaşımına ulusal veri değişim merkezleri üzerinde açılmalıdır. Böylesi bir çalışma anlayışı kullanıcı isteklerini büyük oranda karşılayacağı gibi ülkenin hızla kalkınmasında önemli bir rol oynayacaktır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 81

82 7.3. Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyonları Ağı Aktif (TUSaGA-Aktif) Son yıllardaki hızlı teknolojik ve bilimsel gelişmeler, coğrafi verilerin sayısal olarak korunmasına ve ilgili sözel bilgilerle bilgisayar ortamında entgrasyonuna olanak sağlamıştır. Grafik ve sözel bilgilerin bilgisayar ortamında değerlendirilmesi ile de Coğrafi / Kent Bilgi Sistemleri (CBS / KBS) ortaya çıkmıştır. Coğrafi / mekansal bilgilerin (geoinformation) çok sayıda kullanım alanı bulunmaktadır. Örneğin, ülke, orman, çevre ve şehir planlaması ve yönetimi, arazi kullanımı ve tarım politikalarının belirlenmesi, mühendislik yapıları, altyapı ile doğal kaynakların değerlendirilmesi, çok amaçlı kadastro, e-devlet, e-belediye, e-ticaret, ve tüm diğer mekansal bilgiye dayalı çalışmalar, akla gelenlerden bazılarıdır. Kadastro, haritacılık ve CBS / KBS çalışmalarında esas olan, konumun (yani koordinatların), güvenilir yöntemlerle belirlenmesidir. Aksi halde verilerin uyuşumsuzluğu ve entegrasyon sorunu ile karşılaşılmaktadır. GPS teknolojisi, ülkemize 1990 lı yıllarda girdiği halde kurumlar ve kuruluşlar, hala hiç de ekonomik olmayan yöntem ve teknikleri kullanılmaktadır. İşte CORS-TR projesi, böylesine verimsiz kullanılan sistemleri, tüm ülkeye daha hızlı, ekonomik ve sağlıklı olarak hizmet veren yeni ve modern bir sistemle değiştirmeyi amaçlamaktadır. Sonuçta, her noktanın üniform ve ünik bir adresi/koordinatı olacaktır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 82

83 7.3. Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyonları Ağı Aktif (TUSaGA-Aktif) TUTGA nın tasarımında varolan Türkiye Ulusal Sabit GPS Ağı (TUSaGA) oluşturma çalışmaları da başlamıştır. TUSaGA ülkemizde varolan IGS (International GPS Service -Uluslararası GPS Servisi) istasyonlarının yanı sıra özellikle ülkenin tektonik yapısına bağlı öngörülen yerlerde ve mareograf istasyonlarının bulunduğu yerlerde öncelikli olarak geliştirilmektedir. TUTGA, TG ve TUSaGA bir araya geldiğinde ortaya oldukça güçlü ve geleceğin gereksinimlerini güvenle karşılayabilecek ve günümüzden geleceğe coğrafi konumla ilişkilendirilmiş bilgileri doğru, güvenilir ve güncel olarak transfer edebilecek bir jeodezik referans sistemi oluşturuluş olmaktadır. Bu yapı hedeflediği tasarım amacı doğrultusunda bu çalışmada 4D+ olarak ifade edilecektir. Bununla beraber bu yapının, geleceğe her kalitedeki konum bilgisini, Yüksek Çözünürlükten Düşük Çözünürlülüğe (Büyük Ölçekten Küçük Ölçeğe) kadar taşıya bilmesi için diğer bir yaklaşımla 4D++ olabilmesi için TUTGA ve TUSaGA nın tüm gereksinimleri karşılayacak biçimde sıklaştırılması, Türkiye Geoidinin mutlak doğruluğunun arttırılması gerekmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 83

84 7.3. Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyonları Ağı Aktif (TUSaGA-Aktif) Bu proje, İstanbul Kültür Üniversitesi (İKÜ) yürütücülüğünde, Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü (TKGM) ve Harita Genel Komutanlığının (HGK) ortak sahibi olduğu, Türkiye ve Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti genelinde 147 adet sabit GNSS istasyonundan oluşan ve 8 Mayıs 2009 tarihinde tamamlanmış ve Türkiye Sürekli Gözlem Yapan Referans İstasyonları Ağı (CORS-TR/TUSAGA-Aktif) olarak isimlendirilmiştir. TUSAGA-Aktif sisteminin işletilmesi ve düzeltme parametrelerinin hesaplanması kontrol ve analiz merkezlerinde yapılmaktadır. Tüm istasyonlardan toplanan veriler ADSL ve GPRS/EDGE (ADSL çalışmadığı zamanlarda devreye girecek) yolu ile veri merkezlerine aktarılmakta ve burada düzeltme parametreleri hesaplanarak tüm kullanıcılara sunulmaktadır. TUSAGA-Aktif istasyonlarının yerlerinin seçiminde zemin yapısı, elektrik, telefon, İnternet ve güvenlik hususları dikkate alınmış ve tüm Türkiye de gerçekleştirilen arazi keşifleri neticesinde Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Meteoroloji İstasyonları, Üniversiteler, Belediyeler ile Kamu Kurum ve Kuruluşlarına ait bina ve araziler seçilmiştir. Proje kapsamında kurulan istasyonlarda birer adet GNSS (GPS+GLONASS) alıcısı ve alıcıya bağlı bir jeodezik GNSS anteni bulunmaktadır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 84

85 7.3. Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyonları Ağı Aktif (TUSaGA-Aktif) Sabit Referans istasyonlarından Kontrol Merkezlerine sürekli veri transferi; sistemde, sabit GPS istasyonları ile kontrol merkezleri arasındaki iletişim ADSL üzerinden sağlanmaktadır. Ayrıca, ADSL hattında meydana gelebilecek veri kesikliklerinde mevcut bir Router ile GPRS modem devreye girecek ve veri iletimi GPRS/EDGE ile yapılacaktır. Gezicilerin saha çalışması sırasında düzeltme verisi almak için Kontrol Merkezlerine bağlanması sırasında veri transferidir; Kontrol merkezlerinde bulunan sunucular (server) tüm istasyonlardan gelen anlık verilerden yararlanarak atmosferik modelleme yapacak ve DGPS/RTK düzeltme verileri hesaplayacaktır. Söz konusu düzeltme verileri ise arazide bulunan gezici alıcılara GPRS üzerinden aktarılacaktır. Bu şekilde tek frekanslı bir GPS alıcısı DGPS verisini kullanarak metre altı doğrulukta, çift frekanslı bir GPS alıcısı ise RTK verisini kullanarak 1-10 santimetre doğrulukta konum belirleyebilecektir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 85

86 7.3. Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyonları Ağı Aktif (TUSaGA-Aktif) Sabit referans istasyonlarından Kontrol Merkezlerine doğru olan veri akışının stratejisi belirlenirken teknik ve maliyet konuları gözetilmiş ve Türk Telekom hatları üzerinden verilen ADSL hizmetinin veri iletişim yapısında birincil olması uygun görülmüştür. Türk Telekom ADSL Internet (NTRIP), Ancak, olası bir durumda Telekom yapısının zarar görmesi veya ADSL bağlantısının kesilmesi sırasında acil durum olarak veri transferinin GSM operatörleri tarafından temin edilen GPRS/EDGE üzerinden geçmesi düşünülmüştür. Bu acil durum olasılığı Teknik ve İdari Şartnamede yer almış ve ihaleyi alan Trimble firmasından uygun modemin temin edilmesi sağlanmıştır. Turkcell GPRS / EDGE ve Internet (NTRIP). Aplikasyon uygulamalarında seyyar kullanıcılar düzeltme verisi almak için Kontrol Merkezlerine bağlanması durumunda günümüz teknoloji şartlarında arazi koşullarında ya mobil operatörlerin GPRS/EDGE servisi üzerinden, ya da uydu aracılığıyla internet hizmeti veren servislerden yapılabilecektir. Mobil kullanıcılar istedikleri operatörleri kullanabilmektedirler. JEODEZİ I F. YILDIRIM 86

87 CORS-TR projesinin temel amaçları; Tüm Türkiye genelinde 7/24 saat ilkesine göre coğrafi konumları hem gerçek zamanda(rtk) hem de postprocessing ile hızlı, ekonomik ve duyarlı olarak belirlemek, Türkiye nin yer aldığı bölgedeki atmosferi (iyonosfer ve troposfer) modellemek ve daha hassas meteorolojik tahminler ile sinyal ve iletişim konularına katkı sağlamak, Türkiye deki tektonik(plaka) hareketlerinin duyarlı ve sürekli olarak izlenmesi, deformasyon miktarlarının mm seviyesinde belirlenmesi ve böylece depremlerin önceden belirlenmesi ve erken uyarı çalışmalarına katkıda bulunmak, Eski ED50 Datumu ile ITRFxx Datumu arasındaki dönüşüm parametrelerini belirlemektir. 24 saat yayın (RTK ve post-process) yapılması Noktaların sağlam ve lojistiği uygun yerlerde seçilmesi JEODEZİ I F. YILDIRIM 87

88 CORS-TR projesinin temel amaçları; Günümüzde de çok iyi bilindiği gibi ülke jeodezik ağları, sürekli ve gerçek zamanlı gözlem yapan uydularla konum belirleme sistemi sabit ağlarından oluşmakta ve bu ağlar, başta haritacılık olmak üzere askeri ve sivil bir çok alanda (jeodezik ölçüler, mühendislik ölçmeleri, navigasyon uygulamaları, CBS uygulamaları, meteorolojik çalışmalar, jeofizik ve jeodinamik uygulamalar vb.) yoğun olarak kullanılmaktadır. Sabit GNSS ağlarının kurulmasıyla birlikte diğer alanlarda da bunlardan yararlanma oranı gittikçe artmaktadır. Bu nedenle, gerçek zamanlı GPS ve DGPS uygulamalarındaki artış ulusal haritacılık kuruluşları olan Harita Genel Komutanlığı ile Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü nü, TÜBİTAK desteği ve İKÜ yürütücülüğünde, kadastro, jeodezik ve diğer amaçlar için de kullanılmak üzere sabit GNSS ağları kurmaya yöneltmiştir. TUSAGA Aktif projesinin temelinde yatan düşünce özetle bu şekildedir. TUSAGA Aktif ağı, yüksek doğruluklu (global ölçekte cm doğruluğunda), çok amaçlı (jeodezi, jeofizik, jeodinamik, ölçme, navigasyon, CBS, meteoroloji vb.), aktif ve gerçek zamanlı, uluslar arası sistemler ve standartlarla (IERS, IGS, ITRF vb.) uyumlu bir ağ olarak hizmet vermektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 88

89 CORS-TR projesinin temel amaçları; Kamu kurum ve kuruluşlarının sorumlusu oldukları coğrafi bilgileri, içerik standartları belirlenmiş şekilde ortak altyapı ile web portalı üzerinden kullanıcılara sunduğu TUCBS (Türkiye Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemi) projesinde 34 adet ana verinin sunulması planlanmaktadır. Kamu kurum ve kuruluşları, sisteme sunmakla yükümlü oldukları bilgiler için hassas konum bilgisine ihtiyaç duymaktadırlar. Bu ihtiyaç TUSAGA-Aktif sistemi ve GNSS alıcıları ile sağlanacaktır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 89

90 CORS-TR nokta yer seçimi özellikleri; TUSAGA-Aktif istasyon yerlerinin seçiminde zemin yapısı, elektrik, telefon, İnternet ve güvenlik hususları dikkate alınmış ve tüm Türkiye de gerçekleştirilen arazi keşifleri neticesinde Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Meteoroloji İstasyonları, Üniversiteler, Belediyeler ile Kamu Kurum ve Kuruluşlarına ait bina ve araziler seçilmiştir. İl merkezleri olması, Sınır ve kıyı boyundaki büyük yerleşim merkezleri olması, Sağlam zemin (heyelan bölgesi dışında) olması, Elektrik ve haberleşme olanaklarının bulunması. Bunlarla birlikte tektonik plaka hareketlerinin izlenmesine olanak sağlayacak konumların seçilmesine özel itina gösterilmiştir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 90

91 CORS-TR GPS alıcıları özellikleri; Çift frekanslı GPS alıcıları ve choke-ring anten olması, GNSS alıcısı; GPS, GLONASS ve GALILEO sinyalleriyle işlem yapabilmesi, Web tabanlı olması, ADSL/GPRS bütünleşik modem; Her türlü iletişim tekniklerine açık olması (radio, GSM / GPRS, Thuraya, NTRIP, Internet,..). akü, akü şarj aleti, yıldırım koruma adaptörü, telefon hat koruması, termostatlı 4 adet fan, sigorta ve standart donanım kabini ile dışarıda (çatı, teras, kule veya yerde) alıcıya bağlı bir jeodezik GNSS anteni bulunmaktadır JEODEZİ I F. YILDIRIM 91

92 TUSAGA-Aktif Kurucaşile İstasyonu, (a) GNSS anteni (b) Donanım Kabini, (c) HGK Kontrol ve Analiz Merkezi JEODEZİ I F. YILDIRIM 92

93 TUSAGA-Aktif Tesis Örnekleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 93

94 CORS-TR zemin tesisi özellikleri; Toprak zeminde beton yer pilyesi, Çatı ve teraslarda büyük çaplı, galvaniz kaplı çelik pilyeler. Ülke genelinde inşa edilen 146 pilyenin boyutlarına göre dağılımları; 85 adet 2 m pilye (zeminler dahil), 58 adet 3 m pilye, 3 adet 4 m pilyedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 94

95 Şekil : 2m. Uzunluğundaki Beton Pilye Örneği JEODEZİ I F. YILDIRIM 95

96 Şekil : 3 m uzunluğundaki galvaniz kaplı çelik boru pilye JEODEZİ I F. YILDIRIM 96

97 Şekil : 4 m uzunluğundaki galvaniz kaplı çelik boru pilye örneği JEODEZİ I F. YILDIRIM 97

98 Şekil : Kabinet JEODEZİ I F. YILDIRIM 98

99 TUSAGA-Aktif İstasyonları 147 adet (K.K.T.C. dahil) JEODEZİ I F. YILDIRIM 99

100 TUSAGA-Aktif İstasyonları 147 adet (K.K.T.C. dahil) JEODEZİ I F. YILDIRIM 100

101 TUSAGA-Aktif Kontrol Merkezi(TKGM) TUSAGA-Aktif Projesi kapsamında 2 adet kontrol merkezi kurulmuştur. Tüm TUSAGA-Aktif istasyon verileri, otomatik olarak bu merkeze iletilmekte ve burada yapılan CORS ağ hesapları ve düzeltmeler buradan kullanıcılara ulaştırılmaktadır. Kontrol Merkezi, server ların yanı sıra güçlü bir kontrol merkezi yazılımına sahiptir. Bu yazılımın başlıca fonksiyonları aşağıda verilmektedir: Tüm NetR5 referans istasyonlarına bağlantı ve gözlemlerin transferi CORS noktalarının koordinatlarının hesaplanması Hataların modellenmesi Düzeltmelerin hesaplanması ve gezicilere yayınlanması RTK hizmetleri Web hizmetleri Gezicilerin izlenmesi Verilerin depolanması JEODEZİ I F. YILDIRIM 101

102 TUSAGA-Aktif Kontrol Merkezi Yazılım özellikleri Kontrol merkezi yazılımı Trimble VRS SW tarafından sağlanmıştır. GPSNet, RTKNet, Webserver, Rover Integrty, Coordinate Monitör ve Data Storage modüllerinden oluşmaktadır. iyonosfer, troposfer, yansıma (multipath) ve yörünge düzeltmelerini hesaplayabilmekte, RTK konum belirleme amaçlı olarak FKP, VRS, MAC teknikleriyle düzeltme ve/veya koordinatları yayınlayabilmektedir. Kontrol merkezi ile geziciler arasındaki iletişim için RTCM 3.0 ve daha sonraki protokoller kullanılmakta. NetR5 referans istasyonlarıyla kontrol merkezlerinden oluşan CORS-TR sayesinde ülkenin tamamında 24 saat RTK hizmetleri verilmektedir. 4+4 adet GPSnet sunucusu üzerinde 4+4 bölgeye bölünmüş Türkiye deki istasyonlar çalışmaktadır. Her sunucuya ait bir yedek sunucu otomatik olarak devreye girecek şekildedir. Bu istasyonlardan 1 saniyelik saatlik ve 30 saniyelik 24 saatlik Rinex (GNSS veri değişim formatı olarak bilinen ve uluslararası bir standart) verisi toplanmaktadır. Ayrıca otomatik olarak precise efemeris (Hassas Yörünge) verileri de sistem tarafından yüklenmektedir. Ana kontrol ve yedek kontrol merkezinden düzeltme yayınları yapılmaktadır. Ayrıca gerçek zamanlı kullanıcılar izlenebilmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 102

103 Şekil: Ana kontrol merkezindeki 4+4 adet GPSnet sunucusu JEODEZİ I F. YILDIRIM 103

104 Şekil: Kullanıcıların gerçek zamanlı izlenebilmesi JEODEZİ I F. YILDIRIM 104

105 TUSAGA-Aktif Kontrol Merkezi(TKGM) JEODEZİ I F. YILDIRIM 105

106 TUSAGA-Aktif Verilerinin Değerlendirme Yazılım özellikleri TUSAGA-Aktif verileri GAMIT/GLOBK V10.35 yazılımı ile değerlendirilmektedir. MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü), Yer, Atmosfer ve Uzay Bilimleri Bölümü, Scripps Osinografi Enstitüsü (SIO) ve Harvard Üniversitesi tarafından geliştirilen çok yönlü bir GPS veri değerlendirme yazılımıdır Windows kullanıcı ara birimlerini destekleyen herhangi bir UNIX (Sun, Solaris, HP) veya Linux işletim sistemlerinde sorunsuz olarak çalışmaktadır. GPS ölçüleri günlük olarak; nokta koordinatları, hızlar, yörünge ve yer dönme parametreleri belirlenmektedir. Uydular için referans yörüngelerin oluşturulması, Değerlendirme için verilerin hazırlanması, Gözlemlerin kapanmalarının ve kısmi türevlerinin hesaplanması, GPS verilerinin içindeki kaba hataların ve sinyal kesikliklerinin tespit edilmesi, Parametre tahmini için en küçük kareler dengelemesinin yapılması. JEODEZİ I F. YILDIRIM 106

107 TUSAGA-Aktif Sisteminin Ürettiği Veriler GNSS Statik Ham Veri (Sabit istasyon alıcılarının teknik nitelik ve niceliğinde sunulan veriler) İstasyon Anlık Nokta Konumları (3 Boyutlu) Belirlenen Yöntem ile hesaplanan RTK Konum Düzeltmeleri Sabit istasyon bazında üretilen veri ve bilgiler Merkez Yazılım Yeteneği Bazında üretilen veri ve bilgiler Gözlem sonrası Diferansiyel Düzeltme için veri grubu Alıcı ve Sistem Bütüncül Kontrol Bilgileri Bu veriler kullanılarak üretilebilecek diğer ürünler, örn. iyonosfer ve troposfer modeli JEODEZİ I F. YILDIRIM 107

108 Tusaga-Aktif sistemi harici üretilen ancak sistemde belirli koşullar altında kullanılacak veriler; Ulusal Referans Sisteminde Tanımlı Duyarlı Nokta Konumları Ulusal Referans Sisteminde Tanımlı Duyarlı Nokta Konumları Hızları Muhtelif Referans Sistemleri (Datumlar arası) Dönüşüm Parametreleri Ulusal Jeoid Verileri Muhtelif kaynaklardan alınan safety-of-life bilgileri Coğrafi altlık (Raster vb.) verileri Hücresel dönüşüm parametreleri JEODEZİ I F. YILDIRIM 108

109 TUSAGA-Aktif Noktalarının Hızları Hızları tekrarlılık ve tektonik açıdan uyumlu bulunan 720 TUTGA ve Jeodinamik Nokta, 23 TUSAGA ve 146 TUSAGA-Aktif olmak üzere yaklaşık 900 noktadan yararlanılarak Türkiye yatay hız alanı hesaplanmıştır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 109

110 TUSAGA-Aktif Kullanıcıları TUSAGA-Aktif Sistemi aktif kayıt ile kullanılabilmektedir. CORS yayınlarına uygun olan her türlü alıcı TUSAGA-Aktif sisteminin yayınlarını alabilmektedir ve gerçek zamanda konum bilgilerini elde edebilmektedir. GSM modemi ile numaralı IP den düzeltme parametrelerini alabilmektedir. 15 Aralık 2014 itibarı ile TUSAGA-Aktif Sistemini aktif olarak 5800 kayıtlı alıcı kullanmaktadır (şekil). TUSAGA-Aktif Sistemi kullanıcılarına daha aktif hizmet verebilmek kullanım koşulları, abonelik ve diğer konularda 24 saat yardım sağlamak amacıyla (444 GN SS) nolu telefon adresinde bir web sayfası hizmete sunulmuştur. JEODEZİ I F. YILDIRIM 110

111 TUSAGA-Aktif Verileri ile Ölçü JEODEZİ I F. YILDIRIM 111

112 GPS te kullanılan yöntemler statik ve kinematik Statik Yöntemler Statik Ölçü Yöntemi, Hızlı Statik Ölçü Yöntemi, Tekrarlı Ölçü Yöntemi, Kinematik Yöntemler Durgit Ölçü Yöntemi, Kinematik Ölçü Yöntemi, DGPS (Diferansiyel GPS) RTK (Gerçek Zamanlı GPS) JEODEZİ I F. YILDIRIM 112

113 TUSAGA-Aktif Verileri ile Statik Ölçüsü TUSAGA-Aktif sistemi ile TUTGA C dereceli yer kontrol ve sıklaştırma poligon noktalarının statik olarak üretilmesine ilişkin esaslar sayılı Kadastral Harita Üretimi ve Kontrolü Genelgesi nde ayrıntılı olarak belirlenmiştir. TUTGA aşağıdaki koşulları sağlayacak şekilde ve farklı zamanlarda en az iki kez GNSS oturumu ile yapılır. İki oturumdan elde edilen iz düşüm koordinatları ve elipsoit yükseklikleri arasındaki farklar 7 cm.'den fazla olamaz. Düzeltme Verileri Alınırken Kullanılabilecek Teknik: VRS, FKP ve MAC.Belirsizlik Çözümü (Ambiguity Solution) : Sabitlenmiş (Fixed) Uydu sayısı: En az beş adet, Uydu yükseklik açısı: En az 10 o, Veri toplama aralığı: 1 (Bir) saniye, Gözlem süresi: Her noktada en az 5 epok, Oturumlar arası zaman: En az bir saat alınır. TUSAGA-Aktif sistemi ile yapılan hesaplamalarda hassas yörünge bilgileri de kullanılır. Uydu sayısı : En az dört adet, Kayıt süresi : En az iki saat, Kayıt aralığı : 30 saniye veya daha az, Uydu yüksekliği : En az 10 alınır. JEODEZİ I F. YILDIRIM 113

114 TUTGA ile Anlık Konum Belirleme (RTK) Ölçüsü (Klasik RTK) RTK ile konum belirleme, gezen alıcılar tarafından uydulardan (GPS/GLONASS) kaydedilen faz gözlemlerine ve aynı anda referans bir istasyondan gerçek zamanlı olarak gezen alıcıya gönderilen ham ölçü ya da düzeltme bilgilerine (konum, atmosfer vb.) dayalı olarak gerçekleştirilen, hesaplamaların ise gezen alıcıda yapıldığı bir konum belirleme tekniğidir. Klasik RTK tekniğinde, hem referans ve hem de gezici istasyonda çift frekanslı GPS alıcıları kullanılır. Ayrıca bu metotta, statik ve kinematik GNSS ölçü yöntemlerinde kullanılan donanımdan farklı olarak bazı ek donanımlar gerekir; sabit istasyonda, hesaplanan taşıyıcı dalga faz ölçü düzeltmelerini yayımlayan bir radyo vericisi ve gezici birimde de gönderilen bu düzeltmeleri alan bir radyo alıcısı kullanılır. Klasik RTK uygulamasında bir referans istasyonda hesaplanan düzeltme bilgileri gezen alıcıya gönderilmektedir. Gönderilen düzeltme mesajları belli bir formata uygun olmalıdır. Her alıcı firması gerçek zamanlı uygulamalar için kendi özel formatını üretmiştir. Klasik RTK uygulamasında bir referans istasyonunda hesaplanan düzeltme bilgileri kullanıcıya gönderilir. Sistematik hatalardan (atmosferik etkiler, yörünge hatası etkisi vb.) kaçınmak için referans istasyonu ile kullanıcı arasındaki km. yi geçmemesi gerekmektedir. RTK GPS tekniği ile cm mertebesinde elde edilen doğruluk, pek çok haritacılık uygulamaları için yeterli olmaktadır. (İNAL vd., 2014) JEODEZİ I F. YILDIRIM 114

115 CORS ile Anlık Konum Belirleme (RTK) Ölçüsü (Ağ RTK) Tek referans alıcısıyla yapılan Klasik RTK nın kısıtlamasını aşmak amacıyla bilim ve teknoloji dünyası sürekli arayış içinde olmuş ve bu arayışların sonucunda Ağ RTK yöntemi geliştirilmiştir. Ağ-RTK sisteminde, tek bir referans istasyonuna olan bağımlılık ortadan kalkmış, ayrıca, çok sayıda referans istasyonuna ait verilerden yararlanarak belirli bir bölgeye ait atmosferik modelleme yapılması olanağı sağlanmış, GNSS gözlem tekniklerinin gücü ile ağ yapısının üstünlükleri (ağ dengelemesi) birleştirilmiştir. Sonuç olarak Ağ-RTK, Klasik RTK tekniğine göre daha uzun baz uzunluklarında ( km) faz gözlemlerine dayalı olarak cm doğruluğunda ve gerçek zamanlı konum belirleme tekniğidir. (Kahveci,M., 2009) Ağ-RTK sistemindeki gezici alıcı, sunucuya tek veya iki farklı yol ile bağlanır(radyo modem, GSM veya internet gibi). Gezici, gerçek zamanlı kinematik veriyi alır almaz uygun bir algoritmaya göre bulunduğu konumu hesaplar. Ağ verilerinin gezicilere aktarılmasında da farklı yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler düzeltmelerin referans istasyonunda ya da gezicide yapıldığına, gönderilecek bilgilerin kapsamına, veri aktarma protokolüne (formatına) ve veri aktarma ortamına (telsiz, GPRS vb.) bağlı olarak değişmektedir. Ağ RTK tekniğinin günümüzde en fazla uygulanan şekli sabit GNSS ağlarıdır. Ülkemizde bu amaçla 146 noktadan oluşan CORS-TR (Continuously Operating Reference Stations-TR) ağı kurulmuştur. CORS-TR projemizde aktif CORS yaklaşımı benimsenmiştir. Burada tüm ülkeyi kapsayan CORS istasyonları bir kontrol merkezine bağlı olup istasyonların konumları ve atmosferik düzeltmeler sürekli hesaplanmaktadır. Böylece atmosfer ve konum düzeltmeleri ülke genelinde modellenebilmektedir. Bunun sonucunda, saatler gerektiren GNSS ölçü süreleri, dakikalara ve hatta saniyelere inmektedir; baz uzunlukları da yaklaşık olarak 10 misli büyümektedir. (İNAL vd., 2014) JEODEZİ I F. YILDIRIM 115

116 TUSAGA-Aktif Anlık Konum Belirleme (RTK) Ölçüsü Tusaga aktif sisteminde sisteminde, tek bir referans istasyonuna olan bağımlılık ortadan kalkmış, ayrıca, çok sayıda referans istasyonuna ait verilerden yararlanarak belirli bir bölgeye ait atmosferik modelleme yapılması olanağı sağlanmış, GNSS gözlem tekniklerinin gücü ile ağ yapısının üstünlükleri (ağ dengelemesi) birleştirilmiştir. Sonuç olarak Tusaga aktif, Klasik RTK tekniğine göre daha uzun baz uzunluklarında ( km) faz gözlemlerine dayalı olarak cm doğruluğunda ve gerçek zamanlı konum belirleme tekniğidir. Tusaga aktif sistemindeki gezici alıcı, sunucuya tek veya iki farklı yol ile bağlanır(radyo, modem, GSM (Global System for Mobile Communications) veya internet gibi). Gezici, gerçek zamanlı kinematik veriyi alır almaz uygun bir algoritmaya göre bulunduğu konumu hesaplar. Ağ verilerinin gezicilere aktarılmasında da farklı yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler düzeltmelerin referans istasyonunda ya da gezicide yapıldığına, gönderilecek bilgilerin kapsamına, veri aktarma protokolüne (formatına) ve veri aktarma ortamına (telsiz, GPRS vb.) bağlı olarak değişmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 116

117 TUSAGA-Aktif Anlık Konum Belirleme (RTK) Ölçüsü Tusaga aktif ile nokta koordinatları tek anlamlı ve homojen bir koordinat sisteminde belirlenmekte, yüksek kalitede sonuçlar elde edilmekte ve tüm ağ için oluşturulan atmosferik modelden yararlanılarak ölçü noktası için gerekli düzeltmeler enterpolasyon ile hesaplanabilmektedir. CORS-TR sisteminde gerçek zamanlı anlık konum belirleme için üç teknik kullanılmaktadır. FKP (Flachen Koorectur Parameter) olarak bilinen alan düzeltme yaklaşımında tüm CORS ağı kullanılarak her sabit istasyonda atmosferik düzeltmeler ve taşıyıcı faz düzeltmeleri hesaplanmaktadır. Gezici, ağ düzeltmesini sabit istasyonların birinden alır ve çift yönlü haberleşmede bu istasyonu merkez olarak belirler. VRS (Virtual Reference Stations) uygulamasında ön koşul, CORS ağındaki kontrol merkezi ile gezici alıcı arasındaki iki yönlü iletişimdir. Gezici, yaklaşık koordinatları kontrol merkezine göndermekte ve merkezde tüm ağ bilgileri kullanılarak söz konusu gezicinin konumu için VRS referans verileri oluşturmaktadır. Bu yöntemde düzeltmeler, gezicinin hemen yakınında oluşan sanal bir referans istasyonu üzerinden yayınlamaktadır. MAC (Master Auxiliary Concept) tekniği, bir adet ana istasyon (master) ve birden çok yardımcı istasyondan (auxiliary) oluşan ağ içerisinde gezici alıcının konumunun belirlenmesine dayanır. MAC tekniğinde ana istasyonun gezen alıcılara en yakın istasyon olması gerekmemektedir. Önemli olan aynı uydulara gözlem yapılmış olmasıdır. Çünkü ana istasyonun düzeltmelerin hesaplanmasında özel bir görevi olmayıp, esas olarak düzeltmelerin yayınlanmasında rolü vardır. Eğer herhangi bir nedenle ana istasyondan veri alınamaması durumunda yardımcı referans istasyonlarında birisi bu görevi üstlenir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 117

118 Klasik RTK ve Ağ RTK nın Karşılaştırılması KLASİK RTK AĞ RTK Hesaplar gezen alıcıda yapılır Tek referans alıcısıyla ölçüm yapılır Hesaplar kontrol merkezinde yapılır. Birden fazla referans alıcısı ile ölçüm yapılır. Referans ile iletişimini radyo alıcı-vericisi ile yapmaktadır Tek referans istasyonunda hesaplanan düzeltme bilgileri belli bir formata uygun olmalıdır.çünkü her firmanın kendi formatı vardır. Sistematik hatalardan (atmosferik etkiler, yörünge hatası etkisi vb.) kaçınmak için referans istasyonu ile kullanıcı arasındaki km. yi geçmemesi gerekmektedir. Tek referans istasyonu çalışma yapılacağı zaman kurulmakta ve çalışma süresince hizmet vermektedir. Sabit referans istasyonları ile iletişimini modem,internet, GPRS vs. yapmaktadır. Gezici alıcılarla yapılan iletişimde tek bir format üzerinde yapılmaktadır.kontrol merkezi veriyi aynı formatta almakta ve aynı formatta geri iletmektedir. Ağ-RTK, Klasik RTK tekniğine göre daha uzun baz uzunluklarında ( km) faz gözlemlerine dayalı olarak cm doğruluğunda ve atmosferik düzeltme ve konum düzeltmeleri getirilerek gerçek zamanlı konum belirlenebilmektedir. Sabit GNSS istasyonları bulunmakta ve 24 saat hizmet vermektedir. Referans istasyonunun batarya bitme ihtimali ile karşılaşma ihtimali yüksektir TUSAGA Aktif istasyonlarında batarya sorununa karşı jenaratör, ısınmaya ve soğuk havaya karşı klima tedbirleri bulunmaktadır. Referans istasyonu ile gezici alıcı arasında büyük bir Referans istasyonları ile internet ve GSM hatları üzerinden veri coğrafi engel var ise radyo sinyallerinin kesilmesinde alış verişi yapıldığı için uzaklık ve bazı coğrafi engeller sorun dolayı kullanıcılara zorluk yaşatmaktadır. teşkil etmemektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 118

119 JEODEZİ I F. YILDIRIM 119

120 CORS-TR Çalışma Prensibi Ankara Kontrol Merkezi ADSL İstasyonlar (147 Adet) Arazi Kullanıcısı x,y,z,t Sonuç: Arazide birkaç saniye içinde cm duyarlılığında konum ölçümü gerçekleştirilmektedir. JEODEZİ I F. YILDIRIM 120