GNSS Altyapısı

Hassas Konum ihtiyacı sadece harita alanıyla sınırlı değildir. Hassas konum bilgisine diğer birçok alanda da , artan oranda ihtiyaç duyulmaktadır.

20 yıldan  bu yana farklı hassasiyetlerde, farklı GPS alıcıları kullanıldı.1980 başlarında GPS kullanıcıları noktalarda uzun süreler durarak topladıkları verileri, ancak büroda proses ederek sonuca ulaşıyorlardı. 1993 yılından itibaren RTK yöntemleri (Trimble Patentidir) ile proses ihtiyacı son derece azaldı.  Düzeltme verisi yayınlayan bir baz vericisi kullanarak, diğer alıcılar ile çok kısa süreli oturumlar ile cm altı hassasiyetler ile doğrudan konum elde edilmeye başlandı. RTK yönteminin bulunmasıyla birlikte GPS çalışmaları sadece kontrol ağları çalışmasından çıkarak, hassas topografik çalışmalar ve yüksek hassasiyetli GIS verisi toplama alanında çok değerli bir yöntem haline gelmiştir.

Ancak en anlamlı gelişme , ölçeklenebilir (genişletilebilir) GPS/GNSS ağlarının kurulabilmesidir. Bu şekilde kullanıcıların kendi çalışmaları için kendilerine ait bir baz istasyonu kurmaları yerine, mevcut GPS/GNSS altyapısını kullanmaları olanağı doğmuştur.

GPS/GNSS ağ altyapısı,24/7 süresince  standart bir hassasiyet ve koordinat sistemi çerçevesinde, herkesin sadece kendi gezicileri ile cm altında presizyonla çalışmalarına olanak vermektedir.TUSAGA AKTİF (CORS-TR) böyle bir ağ olup, tek bir kerede gerçekleştirilen dünyanın 3. büyük projesidir.

GPS/GNSS altyapısının ilk aşaması herkesin kullanabileceği şekilde RTK yayını yapan 1 adet referans alıcısının kurulmasıdır.Bir referans istasyonu RTK olarak 10km'lik bir çap içinde, DGPS olarak ise 200km'lik bir çap içerisinde etkilidir.Tek bir istasyondan herkesin kullanabileceği bir yayın Ntrip potokolu ile GPRS/EDGE/3G üzerinden yayın yapar ve piyasada bulunan cep telefonları ve Connect kartlar ve GPRS modemler ile sorunsuz kullanılabilir. Ancak tek noktadan yapılan bu yayınların, kullanıcının kendi bazını kurarak çalışmasından pek bir farkı bulunmamaktadır. Çünkü tek noktadan hassasiyetler düşmeden ve init süreleri, uzamadan uzaklaşılabilecek mesafe, 10km civarındadır. Bu mesafeden sonra atmosferik etkiler ölçüleri negatif yönde etkilemeye başlamaktadır. Bunun dışında bütün dünyada olduğu gibi Türkiye de de tek noktadan RTK çalışma mesafesi 5km ile yönetmeliklerce sınırlandırılmıştır.

GPS/GNSS altyapısının ikinci aşaması ise birden fazla sabit referans GPS alıcılarının tek bir merkezden kontrol edildiği bir sistemdir.

Referans istasyonları bir Wide Area Network (WAN) oluştururlar ve bir merkeze bağlıdırlar. Ancak her bir referans istasyonu kendi içerisinde ayrı bir RTK baz istasyonu gibi davranır. Ancak hepsi belirli bir koordinat sistemindeki bir kontrol ağ sistemini oluşturur. Arazide çalışacak kullanıcı, kendisine en yakın referans istasyonun seçmek durumundadır. Ayrıca ağın tek bir merkezden izlenmesini de geliştirmekte, ve merkezdeki operatör bu sabitlerden yer değiştirme olup olmadığını anlayabilmekte, ayrıca birkaç referans istasyonu ham verilerini kullanan herhangi bir kullanıcı, daha az alıcı kullanarak kontrol ağı sıklaştırması yapabilmektedir.  Ancak her bir referans alıcısı tek bir RTK vericisi tarafından kullanıldığından , ağı oluşturacak alıcılar arasındaki mesafe en fazla 10-20 km olabilmektedir.Yine bu altyapının kullanımı tek baz kullanımından farklı değildir, sadece arazideki kullanıcının bağlanabileceği referans istasyonu adedi seçeneği artmıştır ve tek noktadan hassasiyetler düşmeden ve init süreleri, uzamadan uzaklaşılabilecek mesafe, 10km civarındadır. Bu mesafeden sonra atmosferik etkiler ölçüleri negatif yönde etkilemeye başlamaktadır. Bunun dışında bütün dünyada olduğu gibi Türkiye de de tek noktadan RTK çalışma mesafesi 5km ile yönetmeliklerce sınırlandırılmıştır.

GPS/GNSS altyapısının son aşaması Trimble VRS ise maximum kapsama alanında, minimum referans istasyonu kullanmanın yoludur. Trimble VRS ile VRS sistemleri aynı şey değildir. Trimble VRS bir veya birden fazla server tarafından kontrol edilen, tamamen modellenebilir bir yazılım sistemidir. referans istasyonu donanımı olarak değişiklik oluşturmaz.

Sistem arazide çalışan her bir gezici için çift yönlü haberleşme sonucu , en yakındaki tek bir referans istasyonu yerine, tüm ağdan hesaplanan her tür atmosferik ve yörünge etki ve hatalarından arındırılmış , gezici yakınında sanal bir referans istasyonu oluşturur ve o gezici bu sanal istasyondan düzeltme alır. Bu yöntem ile 10 km'den sonra oluşan hassasiyet azalması ile uzun init süresi problemleri çözüldüğü için, referans istasyonları arasındaki mesafe 80'km-100km'ye kadar çıkabilir.VRS sisteminde merkezde tüm ionosferik, troposferik ve yörüngesel hatalar modellenerek, bu etkiler minimuma indirgenir.TUSAGA AKTİF/CORS-TR ağında VRS yönteminin yanısıra SAPOS FKP ve MAC (RTCM3 Net) düzeltmeleri de yayınlanmaktadır. Ancak Türkiye'de halen RTK yönetmeliklerinde ağ RTK yöntemi tanımlı olmadığından ve genel olarak RTK çalışmasında baz gezici mesafesi 5km olduğundan, VRS yönteminde oluşan Sanal Baz İstasyonu ile gezici arasındaki mesafe mevcut yönetmeliklere uygun olabilmesi için merkezde 5km ile sınırlandırılmıştır. Bunun anlamı şudur: Gezici ilk sisteme bağlandığında, bulunduğu konumda bir sanal referans istasyonu (VRS) oluşmakta ve gezici bu konumdan 5km uzaklaşana kadar bu istasyondan düzeltme almaktadır. Gezici bu mesafeyi aşarsa sistem ona yeni bir sanal istasyon oluşturmaktadır. Bu sistem otomatik olduğundan, arazideki kullanıcıyı etkilememekte, sadece ona yeni bir istasyon oluştuğu bilgisi gelmektedir.Ancak örneğin SAPOS FKP yönteminde ağ düzeltmesi mevcut bir referans istasyonundan geldiği için, şu an ki yönetmelik gereği sınırlamasına dikkat etmek durumundadır.

VRS sisteminin bu flexibilitesi ve diğer avantajları nedeniyle mevcut ağlarda dünyadaki VRS kullanımı %97 oranlarına varmıştır.

GPS Referans istasyonları konfigürasyonu nedir ?

Genellikle referans istasyonlarında verilerin uzun süre güvenle kaydını sağlayacak, aynı zamanda elektrik kesintilerini düzenleyecek UPS gibi önlemler, arazi şartlarına dayanıklı modemler, ile sisteme uzaktan kontrol edecek yazılımların yüklendiği telefon hattına bağlı bir endüstriyel bilgisayar kullanılır.

Ancak tüm bu sistemleri kendi içerisinde toplayan ve üzerinde bir Statik IP bulunan NetR5/NetR8/NetR9 GNSS alıcıları, referans istasyonları için hemen hemen tek seçenektir. Bu cihazlara uzaktan sadece bir Web Browser ile ulaşarak, konfigüre etmek ve veri download etmek olasıdır. Her bir alıcı ayrı bir internet sitesi gibi davranmaktadır.

Referans İstasyonlarında Haberleşme (RTK-Ağları)

En önemli faktördür. genel olarak birbirleri ile entegre iki ayrı haberleşmeden sözedilir. Birincisi referans istasyonlarının server'lara olan bağlantıları, ikincisi arazideki gezicilere yapılan düzeltme yayınları. Dünyada bu anlamda internet bazlı RTCM 3.0 üzerinden Ntrip protokolü kullanımı yaygınlaşmaktadır. Trimble referans istasyonu yazılımları ile alıcı ve kontrol ünitesi yazılımlarının hepsi Ntrip desteklemektedir.

RTK ağlarında haberleşme doğrudan elde edilecek hassasiyeti belirler. Bunun için özellikle uydu haberleşmesi seçilmesi durumunda , gecikmelerin (latency)1 saniyenin altında olmasına dikkat edilmelidir. Günümüzde arazideki kullanıcıya ola haberleşmede GPRS en avantajlı yöntemdir. (Ntrip)

RTK ağlarında en önemli faktör güvenilirliktir. Bu anlamda sistemin 24/7 esasında çalışabilmesini sağlayabilecek yedekleme önlemlerinin alınmış olması gereklidir.Örneğin istasyonlar ile merkez arasında birbirinden bağımsız iki  haberleşme sistemi ve bunların otomatik kontrolu. Watchdog ve benzeri sunucu önlemleri sayılabilir.