İnsanlar yollarını bulmak için antik çağlardan bu yana gökyüzünü bir pusula gibi kullanmışlardır. Özellikle de gökyüzündeki takım yıldızlarını gözlemlemeye çalışmış ve kendi konumlarını bulmaya uğraşmışlardır. Ancak günümüzde bu karmaşık gözlemlerin hiçbiriyle vakit kaybetmemize gerek yok. İhtiyacımız olan tek şey bir GPS (Global Positioning System) teknolojisi. Peki neredeyse her gün kullandığımız GPS teknolojisi nasıl çalışıyor? Nasıl hatasıza yakın bir şekilde konum bulmamızı sağlıyor?
GPS teknolojisi üç temel unsurdan oluşuyor: GPS Uyduları, yer istasyonları ve alıcılar. Uydular Dünya’nın etrafındaki sabit yörüngelerde belli hızlarla dönerler. Yer istasyonları, GPS uydularının konumlarının doğrulanması için kullandığımız araçlardır. Her GPS uydusu diğer tüm uydu saatleriyle eş zamanlı çalışan bir atom saati içerir. Uydular sürekli olarak konumlarına ve onları ileten sinyalin gönderildiği zamana dair bilgiler içeren sinyaller gönderirler. Böylece her uydunun konum ve sinyal bilgisi daima güncel bir şekilde iletilerek en hatasız şekilde konum bulma sağlanmaya çalışılır. Bu uydulardan iletilen sinyaller radyo sinyalleridir. Dünya üzerinde telefonumuzda ya da arabamızda bulunan bir GPS alıcısı, sinyalin en az dört uydudan kendisine ulaşması için geçen süreyi ölçer. Sonrasında ise sinyalin seyahat süresini ışık hızıyla çarparak bu dört uyduya olan mesafeyi hesaplar. Bu hesaplama sonrasında alıcı, Dünya üzerindeki ilgili konumu 3-4 metrelik sapmalarla belirleyebilir. Bu konumun kesin bir doğrulukla belirlenmesinde ise Doppler Etkisi önemli bir rol oynar. Doppler konum tespitinde ilk kez 1950 yılında Sovyet uydusu Sputnik’in radyo sinyallerindeki frekans değişimlerinin analiz edilmesiyle kullanılmıştır. Uydular ile alıcı arasındaki bağıl hareket sebebiyle GPS sinyallerinin frekansında meydana gelen değişiklik yüksek doğrulukta hız ve konum belirlemede oldukça etkilidir. Bu keşif aynı zamanda ilk küresel uydu navigasyon sistemi Transit’in temelini atmıştır.
GPS Hakkında Hap Bilgiler:
GPS uydularının içinde bulunan atom saatleri Einstein’in Görelilik Kuramı’ndan etkilenir.
GPS uyduları, Dünya yüzeyine kıyasla daha zayıf bir kütle çekim alanında bulunur. Genel göreliliğe göre daha zayıf kütle çekimi altında saatler daha hızlı işler yani uydu saatleri yerdeki saatlere göre saniyenin milyonda biri kadar daha hızlı çalışır.
GPS cihazı, bir konumu hesaplayabilmek için en az dört tane GPS uydusunun eş zamanlı sinyaline ihtiyaç duyuyor.
Gökyüzündeki 31 GPS uydusu ABD'ye aittir. Her GPS uydusu, her 12 saatte bir dünya yörüngesinde döner.
GPS'in orijinal fikri, LORAN ve Decca Navigasyon Sistemi'ne dayanır. Her ikisi de 2. Dünya Savaşı sırasında uzun menzilli gemi ve uçak navigasyonuna yardımcı olmak için kullanıldı.
Comments