Küresel Navigasyon Uydu Sistemi

Uydu navigasyonu günlük hayatta insanlar tarafından yaygın olarak kullanılır; herhangi bir akıllı telefon bugün bir navigasyon cihazı olarak kullanılabilir. Çoğu kullanıcı modern sistemlerin doğruluğundan memnundur. Tüm küresel uydu navigasyon sistemleri aynı prensibe göre tasarlanmıştır. Bunlar, bir nesnenin zaman içindeki koordinatlarını, yönünü ve hızını belirleyen yer ve uzay ekipmanlarından oluşur.

Herhangi bir Küresel Navigasyon Uydu Sistemi nasıl çalışır

Bir uydu, sistem zamanıyla senkronize edilmiş bir atom saatine sahiptir ve yörüngedeki kesin koordinatlarının yanı sıra tam zaman hakkında bilgi iletir. Uç cihazın anteni, mevcut yörünge uydularından bir sinyal alır (en az üçü yeterlidir). Ardından sinyal seyahat süresi hesaplanır. Alınan verilere dayanarak, nesnenin koordinatları, yönü ve hızı yüksek doğrulukla hesaplanır. Günümüzde bazı navigasyon sistemlerinde doğruluk 10 santimetre kadar ulaşmaktadır.

Yer istasyonları (WAAS, EGNOS ve diğerleri) uyduların yörüngelerini izler ve bu ayarlamaları merkezi veritabanına iletir. Kullanıcı cihazlarında bu veriler mobil bir ağ, Wi-Fi veya Bluetooth üzerinden güncellenir ve bu da minimum sayıda kullanılabilir uyduya sahip navigasyon sistemlerinin başlatılmasını önemli ölçüde hızlandırır. https://wirelesstechnology.website sitesi kablosuz teknolojiler ve cihazlar ile ilgili konuları kapsar. Bazı navigasyon cihazları, daha iyi hız ve navigasyon doğruluğu sağlayarak birden fazla uydu sistemiyle çalışabilir.

Uydu navigasyonunun üç segmenti

Uydu navigasyonu üç segmentten oluşur: yörünge, kontrol ve kullanıcı. Yörünge uzay segmenti, Dünya etrafında belirli yörüngelerde hareket eden uydulardan oluşur. Kontrol, yer antenleri ve izleme istasyonları ağıyla donatılmış kontrol istasyonlarından gerçekleştirilir. Kullanıcı segmenti uydu navigasyon uç cihazları tarafından temsil edilmektedir.

Navigasyon sistemleri kullanım örnekleri

Nesnelerin koordinatlarını ve hareket özelliklerini belirlemenin yanı sıra uydu navigasyon sistemi verileri şu alanlarda kullanılır:

• jeodezide kesin koordinatların belirlenmesi,
• deniz, hava ve otomobil lojistiği,
• malların takibi,
• aktif oyunlar ve sporlar,
• fotoğrafların, videoların, mesajların ve diğer içeriklerin coğrafi olarak etiketlenmesi,
• kurtarıcılar tarafından insanların aranması,
• bilimsel araştırmalar, örneğin tektonik plakaların hareketinin takibi,
• güvenlik sistemleri, alarmlar ve çok daha fazlası.

Diferansiyel düzeltme

Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS), uydu sinyalinin kendisinden yayınlanma zamanı ile alım zamanı arasındaki gecikmeye dayanarak, gezegenin yüzeyinde veya havada bulunan nesnelerin koordinatlarını, hızını ve hareket yönünü belirlemek için tasarlanmıştır. Uydu navigasyonunun çalışma frekansı desimetre aralığındadır, bu nedenle uydulardan gelen sinyalin kalitesi yoğun bulutlarda, ağaç dalları ve yapraklarının altında, yoğun yüksek katlı kentsel gelişimde azalır.

Daha yüksek doğruluk, diferansiyel düzeltme ile elde edilir: nesnenin konumu, kısa bir zaman aralığına sahip iki noktada hesaplanır. Gerçek Zamanlı Kinematik, uydu navigasyonunun baz istasyonlarından almanak düzeltmeleri olmadan bile yüksek doğruluk elde etmesini sağlar. RTK, yağmurlu koşullarda, ağaç çalılıklarında, yüksek katlı binalarda, elektromanyetik girişimde, uydu sinyalinin bozulduğu durumlarda en etkilidir.

Diferansiyel GPS ile, ölçüme müdahale eden faktörler karşılıklı olarak çıkarıldığı için veri kümesi çok daha küçük bir hataya sahiptir. WAAS (GPS), EGNOS (Galileo), MSAS (QZSS) gibi bazı sistemler, koordinatlara diferansiyel bir düzeltme göndererek doğrulukta önemli bir artış sağlar. Uzay Tabanlı Artırma Sistemleri, navigasyon sisteminin doğruluğunu ve hızını iyileştirir.

A-GPS, LBS ve diğer standartlar

Alıcının soğuk bir şekilde başlatılması 10 dakika sürebilir, ancak alıcıda A-GPS, LBS ve diğer bilgiler olduğunda, konumu bir dakikada belirleyebilir.

TTFF göstergesi, koordinat belirleme zamanını kaydeder. TTFF'yi azaltmak için, almanağın hücresel veya kablosuz ağlar üzerinden A-GPS yöntemi kullanılarak indirilmesi dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılır. Uydu konumlarının almanağı, çalışmaya başlamadan önce her alıcıya yüklenir ve sürekli olarak güncellenir. Uydular sinyallerinde ve yer istasyonlarında hücresel iletişim, Wi-Fi veya Bluetooth aracılığıyla tüm almanağı iletir. Güncellenen almanağa göre nesnenin tam konumu hesaplanır.

Konum tabanlı servis teknolojisi, LBS sistemi hücresel operatörlerinin baz istasyonlarının haritasında bir nesnenin konumunu belirlemenize olanak tanır. LBS, nesnenin yaklaşık bir konumunu sağlar ve kesin koordinatlar, deniz seviyesinden yükseklik, hareket hızı sağlayamaz.

Standart ekipman NMEA-0183 metin protokolü üzerinden iletişim kurar, ancak SAE J1939 standardına dayalı ikili protokol ek işlevlere erişim sağlar. NMEA-0183 protokolü, fiziksel düzeyde CAN veri yolunu kullanan ve RS-232'den daha güvenli olan optimize edilmiş bir NMEA-2000 standardına sahiptir.

ABD'den ilk sivil GPS navigasyon sistemi

ABD Savunma Bakanlığı, 1970'lerde NAVSTAR (Navigasyon Uydusu Zaman ve Mesafe Belirleme) projesini geliştirdi. Sistem birkaç yıl sonra GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) adı altında sivillere açıldığında, doğruluk 100 metre'e düşürüldü.

Doğru GPS konumlandırma, Dünya'nın etrafında farklı düzlemlerde
20.000 kilometre yükseklikte yörüngede dönen 32 uydu tarafından sağlanır. Herhangi bir noktada, her zaman en az dört uydu mevcuttur, genellikle 12'ye kadar. Her 30 saniyede, her GPS uydusu, zamanı ve yörüngedeki konumunu kodlayan 1575,42 MHz'de bir sinyal iletir. İki frekansta alıcılara sahip çift GPS teknolojisi doğruluğu önemli ölçüde artırıyor.

Avrupa Birliği'nden Galileo

Avrupa Galileo navigasyon sistemi, Dünya'nın 23.000 kilometre rakımda yörüngesinde dönen 24 uydudan oluşur ve 1 metre kadar doğruluk sağlar. Galileo, alarmı iletenlere kurtarma ekiplerinin koordinatlarına çoktan gönderildiğini bildirerek geri bildirim sağlayabilir.

Rusya'dan GLONASS

GLONASS, Dünya'nın 20.000 kilometre rakımda yörüngesinde dönen 24 uyduya dayanmaktadır. Koordinatların doğruluğu 1 ila 6 metre arasındadır.

Çin'den Beidou

Çin uzay navigasyon sistemi Beidou, üç yörüngeye yerleştirilmiş 48 uydudan oluşur ve 10 metre hemen altında bir doğruluk sağlar.

***

Bir dizi küçük navigasyon sistemi halihazırda tam olarak çalışır durumdadır, örneğin: Fransız DORIS, Hint IRNSS (Hindistan Bölgesel Navigasyon Uydu Sistemi), Japon QZSS (Quazi-Zenith Uydu Sistemi).

***

Modern navigasyon sistemleri, kaynak ve veri alışverişi yaparak, sinyalin yoğun yüksek binalarda kırıldığı okyanuslarda, çöllerde ve büyük şehirlerde bile doğru konum ölçümlerini garanti eder. https://wirelesstechnology.website sitesi, uzay ve hücresel iletişimler, Wi-Fi ve Bluetooth gibi kablosuz teknolojilerle ilgili konuları ve uyumlu cihazları kapsar. Muhtemelen, gelecekte, Uydu İnterneti'nin geliştirilmesi daha hızlı ve daha doğru konum belirlemeye olanak tanıyacak ve ayrıca uydu navigasyonunu ek işlevlerle zenginleştirecektir.