GNSS günlük yaşantımızın hemen her yerinde karşımıza çıkan ve geliştirilmiş en yüksek doğruluklu konum belirleme sistemi olmasına karşın, diğer tüm sistemlerde olduğu gibi zayıf yönleri de vardır. GNSS ölçüm sonuçlarını etkileyen sistematik ve rastlantısal hata kaynakları mevcuttur. Bu hataların en önemli kısmı GNSS alıcısı ile uydular arasındaki uzaklığının (Pseudorange) belirlenmesinde yaşanmaktadır. Uydulardan bir alıcıya giden radyo sinyallerinin ‘uçuş süresi’, Pseudorange ya da sözde menzil denilen bu mesafeleri hesaplamak için kullanılır. ‘Pseudorange’ terimi, uçuş ölçümü sırasındaki çeşitli hata kaynaklarından etkilenebileceğinden, onu gerçek uzaklıktan ayırmak için kullanılır. En küçük zamanlama farkları bile büyük konum hatalarına neden olabilir: örneğin, 10 ns’lik bir zamanlama hatası, 3 m’lik bir Pseudorange hatası anlamına gelebilir.

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli hata türleri konum doğruluğunu azaltabilir:

• İyonosferik ve troposferik hatalar
• Uydu saati hataları
• Efemeris veri hataları
• GNSS alıcı kalitesi
• Sinyal Yansıma (Multipath) Etkisi
• Uydu geometrisinin uygunluğu DOP (Dilution Of Precision: Duyarlılık Kaybı) ile ifade edilebilir.

İyonosferik ve Troposferik hatalar:

İyonosfer, atmosferin Dünya yüzeyinden yaklaşık 75 km ila 1000 km yükseklikteki tabakasıdır. Bu katman elektrik yüklü iyonları içerir. GNSS sinyali bu katmandan geçtiğinde bu iyonlarla etkileşimi hızını azaltır ve dolayısıyla hataya neden olur. İyonosferik gecikme güneş aktivitesine, yılın zamanına, günün saatine veya konuma bağlı olarak değişebilir. İyonosferik değişim son derece hızlı olduğundan, sinyaller üzerindeki etkisinin modellenebilmesi çok zordur. Etkisi, birkaç metreden onlarca metreye kadar değişebilir. Gündüz iyonosfer etkisi daha fazla iken, geceleri daha azdır.

Öte yandan troposfer, dünya yüzeyine en yakın katmandır. Dünya yüzeyindeki konumuna bağlı olarak yaklaşık 8 ila 14 km yüksekliklerdedir. Troposferik hatalar; sıcaklık, yoğunluk, basınç veya nem değişikliklerinden kaynaklanır. GNSS alıcıları, troposferik gecikmenin neden olduğu hata miktarını tahmin etmek ve çözümlemek için troposferik modelleri de kullanabilir.

Uydu Saat Hataları

Saat hatası, sinyalin tam olarak belirtilen zamanda iletilmemesi veya alınmaması anlamına gelir. Ancak uydu saati hataları mutlak sayılarda çok daha küçüktür çünkü uydular çok yüksek hassasiyete sahip atom saatlerine sahiptir. Uydu saatlerinin çalışma durumunun sürekli izlenmesi yoluyla saat hatası doğru bir şekilde belirlenebilmektedir.

Efemeris (Yörünge) Hataları

GNSS alıcılarının Dünya üzerindeki konumlarını hesaplamak için kullandıkları uyduların uzaydaki tam konumunlarını bilmeleri gerekir. Uydu konumlandırma ve yörünge parametreleri efemeris verilerinde temsil edilir. Ancak bu veriler yeterli hassasiyette olmayabilir. Efemeris hataları, alıcının uyduların tam konumlarını bilmemesine neden olur, dolayısıyla konum hesaplamalarının doğruluğu azalır.

Alıcı Kalitesi

Alıcıda kullanılan donanım, alıcı zamanlamasında yanlışlıklara neden olarak hassasiyeti sınırlayabilir. Küresel konum belirleme ve navigasyon söz konusu olduğunda, alıcıdaki GNSS çipinin kalitesi, konuma dayalı verilerin doğruluk ve güvenilirliğini belirlemede çok önemli rol oynar. GNSS alıcıları, daha zayıf muadillerine göre belirgin avantajlar sunarak kullanıcılara gelişmiş konumlandırma yetenekleri ve gelişmiş genel performans sağlar. Yeni nesil güvenilir bir GNSS alıcısına yatırım yapmak, doğruluk, sinyal edinimi, dinamik koşullarda performans, sinyal bütünlüğü ve geleceğe yönelik uyumluluk açısından yadsınamaz avantajlar sunar. İster araştırma veya haritalama konusunda profesyonel olun, ister kişisel navigasyon için yalnızca doğru konum bilgilerine sahip olabileceğiniz, daha güçlü bir GNSS alıcısı tercih etmek akıllıca bir seçimdir.

Atay Mühendislik olarak Yetkili distribütörü olduğumuz ve 3 yıl garanti sunduğumuz Tersus Luka ve Oscar GNSS alıcısı modelleri ile zorlu şantiye koşulları için tasarlanmış, daha hızlı ilk Düzeltme Sürelerine (TTFF) sahip, yüksek performanslı GNSS alıcı çözümleri sunulmaktadır.

Sinyal Yansıma (Multipath) Etkisi

Uydulardan yayınlanan sinyallerin yeryüzünde herhangi bir noktada kurulu olan antene, bir veya daha fazla sayıda yol izleyerek ve esas sinyale karışarak ulaşmasına sinyal yansıma (multipath) etkisi denir. GNSS alıcılarında Tersus ExtremeRTK teknolojisi gibi geliştirilen algoritmalar ile yüksek multipath etkisini ve düşük sinyal-gürültü oranları olan sinyalleri etkili bir şekilde filtrelemesini sağlayabilir.

Uydu Geometrisinin Uygunluğu DOP (Dilution Of Precision: Duyarlılık Kaybı)

DOP, bir konum belirleme sistemindeki görünür uyduların geometrik dağılımının konum belirleme doğruluğu üzerindeki etkisini değerlendiren bir ölçümdür. Gökyüzündeki uyduların geometrik düzenini dikkate alarak alıcının konumunun güvenilirliğini değerlendirir. Konum belirleme uyduları gökyüzüne yakın konumlandırıldığında geometrik konfigürasyon daha zayıf olur ve bu da daha yüksek bir DOP değeriyle sonuçlanır. Tersine, uydular birbirinden daha uzağa yerleştirildiğinde geometrik konfigürasyon daha güçlü olur ve bu da daha düşük bir DOP değerine yol açar.

DOP faktörleri;

GDOP (Geometric Dilution of Precision): uydu geometrisinin hesaplanan nokta koordinatlarına ve alıcı saati bilinmeyenine olan  toplam etkisini ifade eder,

PDOP (Position Dilution of Precision): uydu geometrisinin hesaplanan yatay ve düşey koordinatlara etkisini ifade eder, PDOP<6 olmalı,

HDOP (Horizontal Dilution of Precision): uydu geometrisinin hesaplanan yatay koordinatlara (enlem, boylam) etkisini ifade eder, HDOP≤4 olmalı,

VDOP (Vertical Dilution of Precision): uydu geometrisinin hesaplanan nokta yüksekliğine etkisini ifade eder, VDOP≤4.5 olmalı,

TDOP (Time Dilution of Precision): Uydu geometrisinin zaman bilgisine etkisini ifade eder, TDOP≤2 olmalı.

Ayrıca internet tabanlı veri iletişiminin olduğu sistemlerde internet altyapısının da kaliteli olması gerekir. NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol), GNSS verilerinin internet üzerinden yayınlanması amacıyla geliştirilmiş ve tüm kullanıcılara açık bir uygulama protokolüdür. NTRIP kullanılan yöntemlerde dikkat edilmesi gerekenlerden bir önemli husus da, CORS ve CORS Network kavramlarının birbirinden farklı olduğudur.

CORS tek bir referans istasyonu çözümü iken, CORS Network tek bir referans istasyonu kullanmanın getirdiği dezavantajları ortadan kaldıran bir ağ çözümüdür. Örneğin Tersus GNSS Inc. tarafından geliştirilen Tersus PNW (Hassas Ağ-RTK Sistem Yönetim ve Konumlandırma Servis Yazılımı) gibi yazılımlar   optimize edilmiş algoritmalara sahip, yüksek  hassasiyetli bir CORS Ağ yönetimi ve konumlandırma hizmetli sunar. Örneğin Yazılım, iyonosfer, troposfer ve uydu yörüngesinin neden olduğu hataları etkili bir şekilde modelleyebilir ve gezicideki düzeltmeyi kesin olarak belirleyebilir. Gezici alıcıların santimetre hassasiyetiyle hızlı gerçek zamanlı konumlandırma elde etmelerini sağlar. Tersus PNW yazılımının kararlılığı ve güvenilirliği, büyük ölçekli Ağ-RTK sistemlerinde test edilerek onaylanmıştır. Tek istasyondan NTRIP Caster yayını yapan yazılımlarda ise atmosferik etkilerin modellenmediği, sabitin olduğu noktadan uzaklaştıkça konum hassasiyetinin azaldığı, değişmez kabul edilen referans istasyonun olası hareketinin tespitinin göz ardı edilebildiği bilinmelidir.

Kısacası tek noktadan RTK yapılması Ağ RTK ile karıştırılmamalıdır. Bu nedenle, geniş bölgelerde yapılan konum belirleme amaçlı her türlü çalışmada Ağ RTK tercih edilmelidir. Ülkemizde halen 20.000 üzerinde kullanıcı ile neredeyse 15 yıldan fazla bir süredir faaliyette olan TUSAGA-Aktif sistemi ulusal ölçekte bir Ağ RTK uygulamasıdır. Tek referans istasyonu ile uygulanan çözümlerin Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü (TKGM) ile Harita Genel Müdürlüğünce yürütülen TUSAGA-Aktif projesine dahil olunması ile istasyon koordinat ve hızları hassas olarak belirlenecek, koordinat zaman serileri günlük bazda elde edilecek, olası konum değişimleri sistem yazılımı tarafından takip edilecektir. Bu çözümün hem saha kullanıcısına kolaylık sağlaması hem de ağ sıklaştırması bakımından ülkemizin yararına olacağı öngörülmektedir.

M. Zeyd GÜL