TUSAGA-AKTİF (CORS-TR) ve CBS

Konumlama Uygulamaları İnşaat Harita CBS Araç içi navigasyon Altyapı Ziraat Telsiz Altyapısı Araç Takip Filo takip Avuçiçi cihazlar

Hassasiyetler

Klasik RTK Çalışması için, Gerekli olanlar Koordinatı bilinen stabil bir nokta GNSS alıcısı, düzeltme yayınlayan bir radyo modem ve taşınabilir bir enerji kaynağı Güvenlik

Klasik RTK ölçmelerinin sınırlamaları Tek bir referans istasyonuna bağımlılık Tek referans istasyonuna olan sınırlı uzaklık (Atmosferik koşullar) Referans istasyonu kurulurken oluşan potansiyel kurulma hataları Süreklilik izlemesi olmaması Üretim kaybı Güvenlik İletişim Güç kaynakları Productivity lost through having to establish base station – locate co-ordinates, set up comms and power, provide security (additional person). Radio frequency and range issues. Battery charging.

Klasik RTK ölçmelerinde mesafeyi sınırlayan Sistematik Hatalar Ionosfer Troposfer Uydu Yörünge hataları Uydu Saat Hataları Yansıma

İonosferik Hata Dünya yüzeyinin 100-250 km üstünde. Güneşteki aktivitelerden etkilenir. Sinyal gecikmesine neden olur. Klasik RTK uygulamasında ionosfer modellenemediği için, baz ve gezicinin aynı atmosferik koşullarda olması gereklidir. Bunun içinde aralarındaki mesafe 10-15km’yi geçmemelidir. 1/100000 saniyelik bir gecikme, yeryüzünde 300m’lik hataya karşılık gelir.

Atmosferik Etkiler Ionosfer Troposfer > 10 km < 10 km Ionosphere is a layer of the atmosphere filled with charged particles that delay the signal from the satellite to the receiver. With short baselines, less than ten kilometers, the effect are almost equal, and will be canceled out of the solution. > 10 km < 10 km

Düzeltilmemiş ionosferik hatalar.

VRS ağı tarafından düzeltilmiş ionosferik hatalar

Yörünge ve Saat Hataları Uydular ortalama 12 saate döngülerini tamamlar. Bu süre içerisinde birbirleri ile saat senkronizasyonu tam olmalıdır. Yörünge sapmaları anında düzeltilebilmelidir. Küre çevresindeki uyduların tamamının dünya yüzeyindeki tek bir merkezden görülebilmesi olanaksız olduğu için, GPS uyduları birbirine bağlı 5 kontrol merkezi ile yönetilir. Glonass Örneği Günümüzde Rus Glonass sisteminin hassasiyetinin düşük olma nedenlerinden biri, sadece Moskova üzerindeki tek kontrol merkezi olmasıdır. Böylece 11 saat süreyle bu merkezin görüş alanı dışında oluşan hatalar düzeltilememektedir.

Sabit GPS İstasyonu Kavramı Bağımsız Sabit İstasyonlar Statik Ölçme Amaçlı GPS alıcısının kendi belleğine veya bağlı olduğu bilgisayara ham veri kaydeder. Bu sistemlerde genellikle günlük veriler uzaktan GSM/veya standart telefon hattı ile bağlanılarak proses edilmek üzere merkeze indirilir. Bu tür istasyonlar ile yer kabuğu hareketlerin izlenmesi benzeri çalışmalar yapılır ve/veya bu ham veriler belirli süreler saklanarak, arazide statik, hızlı statik çalışma yapanlar için koordinatı bilinen bu noktaların ham verisi ile proses yapmaları sağlanır. İstasyonlardan bir merkezi bilgisayara indirilmiş verilerin kullanıcılara verilmesi manuel olarak sağlanır. Ham verilerden, istenen saatler için ve istenilen veri aralığında Rinex veri üretmek için farklı programlar kullanılması gerekir.

Sabit GPS İstasyonu Kavramı Bağımsız Sabit İstasyonlar RTK Yayını Amaçlı Her bir sabit istasyonda bulunan radyo modemler ile belli frekansta düzeltme yayınlar. Bu yayını almak için aynı modem ve frekansa sahip gezicilere gerek vardır. Topoğrafya ve diğer çevre etkiler dolayısıyla telsiz yayınının mesafesi 2-7km arasındadır. Sabit telsiz sistemi olduğu için kanunlar gereği yayıncı kuruluş statüsünde izin gereklidir. Standart bir GPS alıcısı, ADSL hattına bağlı bir bilgisayarda bulunan baz istasyonu yazılımı ile internet üzerinden Ntrip protokolu ile düzeltme yayınlar. veya IP özellikli bir referans GNSS alıcısı doğrudan bir router üzerinden internete bağlanarak Ntrip protokolu ile düzeltme yayınlar. (GNSS alıcısının Ntrip Server özelliği olması gereklidir !) Bu yayını almak için Ntrip özellikli bir kontrol ünitesine veya geziciye GSM modem bağlanır veya basit bir cep telefonu kullanılabilir. Her bir sabit istasyon bağımsız olduğundan, arazideki kullanıcı hangi istasyona yakın olduğunu, ve bu istasyonun internet adresini bilmek durumundadır. Gerçek zamanlı bu tür bir çalışma, herhangi bir atmosferik modelleme, ya da yörünge hatalarını elimine etmediğinden, istasyondan uzaklaşma mesafesi init süreleri ve hassasiyetler açısından klasik RTK çalışmasından farklı olmayacak ve 10-15km’yi geçemeyecektir. Arazide çalışanları bir merkezden izleme olanağı yoktur. İstasyonlardan birinde bir sorun olursa, bunu farketmek uzun süre alabilir.

Sabit GPS İstasyonu Kavramı Bağımsız Sabit İstasyonlar

Sabit GPS İstasyonu Kavramı Sabit RTK İstasyon Ağı Tüm istasyonların tek bir merkeze bağlı olarak çalışır Sabit GPS ağlarının VRS çalışma prensibi, düzeltmenin mevcut bir sabit istasyondan değil, tüm ağdan elde edilen, temizlenmiş ve modellenmiş olarak, ilgili geziciye ait oluşan sanal bir referans istasyonundan almasıdır. Bu istasyon merkezdeki yazılım tarafından ve gezicinin konumuna bağlı olarak oluşturulur. Kullanıcılar her zaman sadece merkeze bağlanırlar. Geziciler Standart NTRIP protokolu üzerinden GPRS/EDGE ile merkeze bağlanırlar. Alıcı ve/veya kontrol ünitelerine takılı GSM modemler veya basit cep telefonları kullanılabilir. Tüm ağdaki sabit istasyonlar, istasyonların olası hareketleri, arızaları merkezden izlenir. Arazide sistemi kullanan tüm geziciler bunların elde ettikleri hassasiyetler merkezden izlenir. Tüm istasyonlardan merkeze ham veriler depolanır. Web sunucu vasıtasıyla, isteyen istediği sürelerde ve veri aralığında ham veriyi sisteme sipariş verdiğinde, bu veri otomatik olarak oluşturulur ve mail’lenir. İstenirse faturalandırılır.

Sabit GPS İstasyonu Kavramı ile Sabit GPS Ağı farklı sistemlerdir !

Sabit İstasyon ile Sabit Ağ Farkları Sabit GPS İstasyonları Sabit GPS ağları İstasyonlar arası mesafe Max:20km 60-100km Atmosferik modelleme Yok Var Gezicinin istasyona olan max uzaklığı 10km (Radyo modem kullanılıyorsa birkaç km) Ağ içerisinde kalındığı sürece sınır yok Gezicide istenen özel haberleşme donanımı İsteniyor Standart GPRS İstasyonlara ait problemlerin merkezden izlenebilirliği Hayır Evet İstasyonların genel izlenebilirliği Arazideki Gezicinin düzeltme alacağı istasyon seçimi Kullanıcı yakın olduğu istasyonu bilerek seçim yapmak zorunda En uygun konumlar ve/veya sanal referans noktası merkez tarafından seçiliyor. Arazide sistemi kullananların ücretlendirilebilirliği Sabit istasyon noktası fiziksel olarak hareket ettiğinde, koordinat değişimi izlenebilirliği Yok. Fark edilene kadar o nokta yanlış düzeltme yayınlar Var. Ağ sürekli izleniyor. Dinamik olarak her saniyede proses oluyor ve dengeleniyor. Yapılan düzeltmenin kalite izlenmesi Yok. Her nokta bağımsız Evet. Sistem bir ağ olarak çalışıyor. Gezici hassasiyeti Bazdan uzaklaştıkça düşer Her şartta aynı hassasiyet elde edilir Init Süresi Bazdan uzaklaştıkça uzar Her şartta aynı süredir.

CORS-TR ağına entegre, aynı zamanda da bağımsız ağ konfigürasyonu

RTK Ağların Avantajları Nokta tesisi yapılmasını ortadan kaldırması Proje teslimlerinde, koordinat taşıma için koordinatlı nokta arama gibi problemlerden kurtulma. Kullanıcılar açısından daha az yatırım, ülke ekonomisine katkı Lokal sabit istasyon kurulmasına gerek yok. Üretim artışı GPS kullanımındaki tüm olası hata kaynakları elimine edilerek, kullanıcıya temiz veri sağlanıyor. Ionosfer otomatik olarak modellendiği için, referans noktaları arasındaki mesafe en az 50 km olarak planlanabiliyor. Daha az istasyon ile daha büyük alan kapsanıyor. Mevcut haberleşme altyapısı kullandığından, telsiz gibi izne tabii ve kısıtlayıcı sistemlere gerek yok. Altyapı olarak elde edilen hassasiyetlerin tüm kullanıcılar için standart olması Tüm kullanıcılar aynı koordinat sistemi kullanıyor.

Tutarlı Koordinat Sistemi Yanlışlıkla bu tür durumlara düşmemek için, GPS altyapısı son derece önemlidir.

GNSS Altyapısı? Genel Altyapı Örnekler: GNSS Altyapısı: GSM Kuleleri Yol ağı Elektrik ağı Fiber Optic kablolama GNSS Altyapısı: GNSS Alıcılar Üst düzey Server’lar İletişim hatları Üst düzey veri işleme yazılımları GNSS Altyapısı, yüksek hassasiyetli ölçmelerin konumlamaya yönelik belkemiğini oluşturur.

Altyapı Uygulamaları

VRS uygulamaları Kadastral ölçmeler CBS - Harita Baraj – Hareket izleme Büyük inşaat alanları Belediye hizmetleri Tarım – Hassas tarım Hidrografik ölçmeler Makine kontrol - Navigasyon Yol – Demiryolu inşaatı Yer altı inşaatı firma/kurumlar Koordinatlı nokta üretme

RTK ağından beklenenler Arazideki kullanıcı için hassasiyet Tecvizlere uygun Güvenilirlik!!! 24/7 (Donanım & Yazılım) Ağ bilgisi sunmalı Alarm Sistemi Raporlama sistemi Yedeklenebilirlik Kullanıcı/Veri Güvenliği

Kontrol Merkezi İzleme Server: Merkezi Veri İşleme Potansiyel Hata kaynakları İşletim Sistemi Kilitlenmesi Hard Disk Hataları İşlemci yanması Güç Katı Problemleri Düşük/Yüksek Voltaj Elektrik Kesilmesi Network Kartı Hataları Sunucular yedeklidir ve hata durumunda alarm vererek, yedeğe geçiş yapar.

Referans İstasyonu İzleme Yedekli İletişim sistemi Nasıl Çalışıyor?

Kavramsal Model Kalite Kontrol Kullanıcılar için Ürün (Veri) İzleme Hatalardan ayıklanmış Kullanıcı verisi Kalite Kontrol Kullanıcılar için Ürün (Veri) İzleme Atmosfer Ref. Stns İletişim Donanım Koordinatlar

Altyapı Bileşenleri İstasyonlar Donanım İletişim Yazılım

CORS-TR Referans İstasyonu

CORS-TR Referans İstasyonu Bu yapıda bulunan router kullanımayacaktır.

GNSS Altyapı Donanımları CORS-TR VRS Gezici

Trimble Zephyr Geodetic 2 Stealth Teknolojisi GPS, GLONASS, Galileo

Altyapı yazılımları – Büyütülebilirlik yaklaşımı xxx VRS GPSNet GPSBase

CORS-TR VRS, nasıl çalışıyor?

VRS Veri Akışı Referans İstasyonu verisi Kontrol merkezine akar

Gezici konumunu (NMEA) kontrol merkezine gönderir

Kontrol merkezi her gezici için ayrı bir VRS (Sanal Referans İstasyonu) oluşturur

Gezici son derece etkili ve verimli RTK ölçmesi gerçekleştirir. VRS

Ağ RTK sistemleri Dünyada en yaygın kullanılan yöntem VRS yöntemidir. Diğer yöntem FKP (Almanya’da kısmen kullanılmaktadır. MAC.RTCM 3.0 Net mesajını kullanır. (Şu ana kadar kullanılan bir yer yok) CORS-TR sistemi her üç yöntemi de sağlamaktadır.

Kullanıcı seçenekleri Arazideki kullanıcıya düzeltme verisi GPRS/EDGE üzerinden gelir. Bunun için gezici alıcılar NTRIP protokolu kullanırlar. (TCP/IP benzeri) Yeni tip gezicilerde GSM modem dahili olarak takılabilir. Mevcut geziciler GPRS özellikli bir telefonu modem gibi kullanabilirler. Eğer kontrol ünitesi Ntrip özelliğine sahipse ,başka bir donanım veya yazılım gerekmez Eğer eski teknoloji bir kontrol ünitesi ise, Ntrip yazılımı ücretsiz olarak yeni teknoloji telefonlara yüklenerek düzeltme alınabilir. Arazide verilen internet adresine girilir, kullanıcı adı ve password verilerek çalışma başlar.

Yöntemler VRS tüm ağdan hesaplanmış ve hatalardan ayıklanmış komprime, her bir kullanıcıya özel düzeltmeyi kullanıcı ile birlikte hareket eden sanal bir referans istasyonu üzerinden yayınlar. FKP tüm ağdan hesaplanmış her bir kullanıcıya özel bir düzeltmeyi kullanıcı konumuna en yakın referans istasyonu esas alarak yayınlar. (Referanstan uzaklaştıkça , hata miktarı artar. MAC, etrafındaki referans istasyonlardan gelen veriyi gezicinin kontrol ünitesinde hesaplar. Bu nedenle çok güçlü kontrol ünitesi gerektirdiği gibi, gelen veri miktarı çok fazla olduğundan kullanıcıya maliyeti yüksektir, ve hassasiyet süreye bağlı olarak değişir.

Dünya çapında 4000’den fazla referans istasyonundan oluşan küresel VRS Ağları 2007 Japonya AK Kanada Çin UT ABD Güney Kore PA USACE Norveç Turkiye Tayvan İsveç VT Turks & Caico Benin Malezya Finlandiya KY NM MS Avusturalya Red areas identify increased activities in 2007 YTD CA PENN Danimarka Rusya WI Brasil CO Y.Zellanda Belçika ME KS Arabia New Caledonia İspanya Güney Afrika Fransa Polonya Çek Cumhur. Italya İngiltere İsviçre Litvanya Bosna Hersek Portekiz İzlanda Austria Slovenya Almanya Yunanistan Singapore Slovakya Hindistan Irlanda

2007 yılından örnekler Üç ana proje Yunanistan (HEPOS) projesi 100 istasyon Polonya (GUGIK) projesi 78 (+ 52) istasyon Turkiye (CORS-TR) projesi 150 istasyon

Server Dağılımı Turkiye 4 sunucuya bölündü Her sunucu ortalam 43 nokta içeriyor Sınırlarda ortak noktalar bulunuyor. İki ayrı IP sistemi kuruldu. VPN Tüneli Statik IP, kontrol merkezinde oluşabilecek herhangi bir router hatasına karşılık.

Proje süresi 12+6 ay Süreç 1 Ağustos 2007 Proje başlangıcı 20 Ağustos 2007-15 Aralık 2007 ** Pilye inşaatları Nisan 2008 Akreditif açılma 15 Nisan 2008 Cihazların Türkiye gümrüğüne teslimi 30 Mayıs 2008 Telekom bağlantılarının büyük kısmının bitimi 1 Haz 2008-10 Ekim 2008 *** Cihazların kurulumu

Tesisler Pilye Cihazlar 3 adet 4metre pilye 58 adet 3metre pilye 84 adet 2metre pilye (zeminler dahil) Cihazlar 139 adet Kurulumu biten 4 adet Kıbrıs 1 adet Artvin (Pilye üzerine bina yapıldı) 1 adet Şemdinli (Terör yüzünden gidilemedi) 1 adet Başkale (Telefon elektrik ve cihaz yeri problemli) Leica

Yer pilyesi yapım örneği

CORS-TR İstasyonları

Sorunlu yerler Haberleşme Kalitesi ile ilgili ADSL hatları sorunlu olan veya sık sık kesinti olan yerler Kırşehir Viranşehir Kırıkkale Boyabat Kars

Sorunların nedenleri Üniversite, Meslek Yüksek Okulu, Hükümet binaları gibi yerlerde bina içi ankastre hatlar kullanılmak zorunda kalınıyor. (Ayrı hatta izin verilmiyor). Bina içi hatların kalitesi belirsiz. Bu hatları bağlayan kutulara sürekli müdahale var. TT hatlarındaki özellikle upload değerlerinin kötülüğü. Eski bakır kabloların korozyonu. Kabloların bağlandığı TT sokak kutularındaki iyi olmayan kontaklar. Sistem ile TT santralı arasındaki mesafenin uzunluğu TT hatlarında toprak kaçağı

Kontrol Merkezleri Teorik olarak gerekli haberleşme hızları Nokta başı yaklaşık: 700 byte /saniye = 5600 bit/saniye Toplam yaklaşık: 817600 bit/saniye= 0.8 Mbit/saniye

Haberleşme Bir RTK ağının en önemli kısmı haberleşme olmasına rağmen , bu konu doğrudan bizlerin kontrolunda değildir. Servis sağlayıcıların (TT) önerdiklerine herzama şüpheli yaklaşılmalı. Servis sağlayıcılarının konsantre olduğu konu tamamen internet kullanımına yönelik olduğu için, gerçek zamanlı çalışmalara göre altyapıları bulunmuyor. Her zaman veri almaya yönelik hazırlıklıdırlar, ancak biz istasyonlardan veri göndermekteyiz. Arıza kayıtlarının çağrı merkezi üzerinden takibi hemen hemen olanaksızdır. Birçok ADSL haberleşmesi , yıllarca önce kurulmuş olan klasik bakır telefon hatları üzerinden gerçekleştirilmektedir.

Haberleşme Hat kalitesi :Küçük değer olmalı Hat üzerindeki kazanç: 15’den düşük olmamalı.

Haberleşme TT hızı Alt eşik Ortalama hız .

CORS-TR Dağılımı

İşletme Sistemin İşletmesi için IT elemanları istihdam edilmelidir. Ana haberleşme için ADSL, alternatif için GPRS/EDGE kullanılmalıdır. Haberleşme altyapısı kullanıcının sorumluluğunda olmalıdır. Her bir referans istasyonu için 4GB limitli ADSL hattı yeterlidir. (29YTL/ay) Her bir referans istasyonundan merkeze akan 24 saatlik veri miktarı sadece 54MB’dır. Sistem kendi içerisinde bağımsız çalışırken, istenirse aynı zamanda CORS-TR ağına da ek maliyet getirmeksizin veri gönderir.

Özet GNSS Altyapısı, aşağıdaki uygulamalar için gelişmeye ve dönüşüme yönelik ideal bir teknolojidir. Kadastral Yönetim Kentsel Altyapı Geliştirme Coğrafi Bilgi Sistemleri için Veri Toplama ve Güncelleme Araç takip yönetimi Afet önleme ve yönetimi İzleme (Tektonik hareketler, yapısal hareketler,deformasyon vbg.)

TUSAGA-AKTİF(CORS-TR) Dr. Ömer YILDIRIM Katkılarından Dolayı TEŞEKKÜR EDERİZ