Orman ve Su İşleri Bakanlığı Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

... konulu sunumlar: "Orman ve Su İşleri Bakanlığı Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı"— Sunum transkripti:

1 Orman ve Su İşleri Bakanlığı Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
GPS Ölçü Sistemleri Orman ve Su İşleri Bakanlığı Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı Etem AKGÜNDÜZ Daire Başkan V.

2 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

3 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri GPS ve Ülke Nirengi Ağı GPS teknolojisinin getirdiği katkıların yanında, ülkemiz bazında bu sistemin etkili ve doğru olarak kullanımını sağlamak için GPS ile ülke sistemi arasındaki ilişkileri tanımlamak gerekliliğidir Her iki sistemin jeodezik altyapısı birbirinden farklıdır. Sistemler farklı datumlara sahiptir ve farklı koordinat sistemleri ile çalışmaktadır Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

4 YERİN ŞEKLİ ve REFERANS YÜZEYLER
Koordinat Sistemleri YERİN ŞEKLİ ve REFERANS YÜZEYLER YERYÜZÜ DÖNEL ELİPSOİDE BENZER Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

5 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri YERİN ŞEKLİ ve REFERANS YÜZEYLER Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

6 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri Elipsoit Bilgileri İsim Yıl a b basıklık Hayford 1910 1/297 GRS80 1984 1/ WGS84 1/ Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

7 Yerden Küreye, Küreden Haritaya
Koordinat Sistemleri Yerden Küreye, Küreden Haritaya Harita projeksiyonu: Harita ölçeği: Küresel Mesafe Arazi Mesafesi = Ölçek faktörü Harita Mesafesi Küresel Mesafe = (e.g ) (e.g. 1:25,000) Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

8 Küre Üzerinde Enlem ve Boylam
Koordinat Sistemleri Küre Üzerinde Enlem ve Boylam Z Boylam Greenwich meridian N Enlem =0° P • =0-90°N  - Coğrafi Boylam  - Coğrafi Enlem  W O E • Y  R R – Ortalama Dünya Yarıçapı • =0-180°W Equator =0° •  =0-180°E O – Yer Merkezi X =0-90°S Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

9 Elipsoit Koordinatları
Koordinat Sistemleri Elipsoit Koordinatları Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

10 Coğrafi ve Projeksiyon Koordinatları
Koordinat Sistemleri Coğrafi ve Projeksiyon Koordinatları (f, l) (x, y) Harita projeksiyonu Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

11 GAUSS-KRUGER PROJEKSİYONU (TM)
Koordinat Sistemleri GAUSS-KRUGER PROJEKSİYONU (TM) Deformasyonların önlenmesi için teğet meridyenden fazla uzaklaşılmaması gerekir. Bu amaçla 3 derecede bir silindir geçirilir. 27 30 33 36 39 42 45 80 Kuzey 0 Ekvator 80 Güney Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

12 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri UTM PROJEKSİYONU Gauss-Kruger esasına dayanır, Dünya, 60 adet, 6 derecelik dilimlerde iz düşürülür. Her bir dilim bir projeksiyon sistemini belirtir. Silindir, dilim orta meridyeni boyunca dünyaya teğettir, DOM nin 3 derece sağı ve 3 derece solu aynı dilimdedir, 1: ve daha küçük ölçekli haritaların yapımı için 6° lik dilimler, 1: ve daha büyük ölçekli haritaların yapımı için ise 3° lik dilimler esas alınır. UTM projeksiyonunda deformasyonu azaltmak için 6° lik dilimler de x,y koordinat değerleri küçültme faktörü ile çarpılır. DOM nin solundaki y değerlerini eksi değerden kurtarmak için y değerine m. eklenir. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

13 UTM Koordinatları Tek mi?
Koordinat Sistemleri UTM Koordinatları Tek mi? Her bölgede olan yerlerin koordinatları aynıdır. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

14 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri UTM KOORDİNATLARI Sağa Değer (Y) : rakam Yukarı Değer (X) : rakam Dilim Numarası Koordinata eklenir. Sağa Değer (Y) : rakam Yukarı Değer (X) : rakam Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

15 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri UTM PROJEKSİYONU Türkiye’de 6 derecelik DOM’leri : 27,33,39,45 dir. Bunların bulunduğu zone’lar : 35,36,37,38 dir. Zone numaraları 180 dereceden itibaren 1 ile başlıyor. 36 inci zone: 36x6=210 – 180 – 3 = 33o 27 33 39 45 35 36 37 38 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

16 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri DİK (Projected) KOORDİNAT SİSTEMİ Koordinatların, düzlemde, ekvatordan “X(yukarı değer)”, dilim orta meridyeninden “Y(sağa değer)” olarak ifade edildiği koordinat sistemidir. Ekvator X=0 Yukarı değer= m DOM=33 27 30 33 36 39 42 45 250km 270km Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

17 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri Topoğrafik Haritalar Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

18 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Sistemleri Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

19 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Pafta İndeksleri HARİTA İNDEKSLERİ (1: ) İsimlendirme Türkiye’ye özgüdür ve 1: den başlar. 6° doğu boylamından başlanarak 30’ lık sütunlara bölünür. 75 den başlanarak numara verilir. 99’dan sonra tekrar 1’den başlar. Enlemlerde 55° 30’ kuzey paralelinden 21° enlemine kadar 30’ lık satırlara bölünür. Satırlara ABCDEFGHİJKLMNOPRSTUVYZ harfleri verilir. 44° ile 32° 30’ arasında bu harfler kullanılıyor. 55° 30’ ile 44° arasında harflerin önüne Z harfi, 32° 30’ ile 21° arasında harflerin sonuna A harfi ekleniyor. 25° 26° 6° 7° 8° 9° 10° 11° 12° 13° 14° 15° 16° 17° 18° 19° 20° 21° 22° 23° 24° 25° 26° 27° 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

20 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

21 Küresel Konum Belirleme Sistemi (Global Positioning System)
Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

22 Küresel Konumlandırma Sistemi Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS)
Global Konumlandırma Sistemi(GPS) “Ne zaman?”, “hangi konum?”, “ne hız?” gibi sorulara hızlı, doğru ve ucuz şekilde dünyanın neresinde ve ne zaman olursa olsun, her türlü meteorolojik koşulda yanıt veren, uydulara dayalı bir radyo navigasyon sistemidir. Sistem ile dünya üzerinde herhangi bir noktada 3 boyutlu konum belirleyebilmek için en az 4 uydunun aynı anda GPS alıcısının görüş alanına girmesi şarttır. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

23 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
NAVSTAR GPS NAVSTAR GPS (NAVigation System with Time and Ranging Global Positioning System), başlangıçta askeri gereksinimler doğrultusunda navigasyon amacıyla üretilmiş, ancak sonraları sivil kullanıcılar tarafından da yüksek doğruluklu konum belirleme çalışmalarında kullanılmaya başlanan ve günümüzde sivil yaşamda pek çok alanda kullanılmakta olan bir konum belirleme sistemidir. Uydulara dayalı bir radyo navigasyon sistemi olan GPS ile uygun donanıma sahip kullanıcılar, 3 boyutlu presizyonlu konum, navigasyon ve zaman bilgisini, dünyanın her yerinde, günün her saatinde, meteorolojik koşullardan etkilenmeksizin elde edebilirler. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

24 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
GPS Bileşenleri Uzay Bölümü NAVSTAR : NAVigation Satellite Time and Ranging 24 Uydu 20200 Km Kullanıcı Bölümü Uydu Sinyallerini Toplama Kontrol Bölümü 1 Ana İstasyon 5 İzleme İstasyonu Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

25 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
ABD Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilmiş uydu bazlı konumlandırma sistemidir Sistem her biri yeryuvarından yaklaşık 20,200 km yükseklikte yörüngeye yerleştirilmiş 24 uydudan oluşur Bu uydular her bir yörüngede 4 tane olmak üzere, eğimi 55, dolanım süresi 12 saat olan 6 yörünge üzerinde hareket etmektedirler Genel bir koordinat sisteminde (WGS84) 3 boyutlu (3D) konum bilgisi dünyanın her yerinde gün boyu (24 saat) elde edilebilir GPS uyduları yeryuvarının merkezine göre konum bilgilerini yayınlayan yörüngesel kontrol istasyonları olarak düşünülebilir Hava şartlarından bağımsızdır Ölçülen noktalarda görüş şartlarının sağlanması gerekmez Gece ve gündüz ölçme yapılabilir Yeryuvarı yüzeyindeki noktalara ilişkin 3 boyutlu vektörlerin değerlendirilmesi ile yüksek doğruluk veren, yaygın uygulama alanları olan bir sistemdir Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

26 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
GPS tek yönlü bir ölçme sistemidir. Temel ölçü, sinyalin uydu ve alıcı saatleri arasında yol alma süresidir. Sistematik saat senkronizasyon hatası (time bias) nedeniyle ölçülen uzunluklar “pseudorange” olarak adlandırılır. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

27 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Nokta Konumlandırma İyi bir nokta konum doğruluğu için uygun geometrik dağılımda en az 4 GPS uydusu gözlenmelidir. Uzayda bir noktanın üç boyutlu koordinatlarını belirlemek için eş zamanda ölçülmüş üç uzaklık gereklidir, dördüncü uzaklık saat senkronizasyon hatasını belirlemek için kullanılır. Ayrıca uydu koordinatları ve zamanı da bilinmelidir. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

28 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
GPS Sinyal Yapısı GPS uyduları istenilen bilgileri farklı frekanstaki L1 ve L2 taşıyıcı dalgalarını kullanarak gönderirler. Her bir taşıyıcı dalga üzerine kodlanmış bilgileri taşır. GPS uyduları iki taşıyıcı dalgayı ve bu dalgalar üzerindeki kodları kullanarak aşağıdaki bilgileri kullanıcılara iletir; ZAMAN ALMANAK EFEMERİS Fundamental Frequency MHz x 154 x 120 L MHz L MHz C/A Code MHz P-Code MHz ÷ 10 50 BPS Uydu mesajı P Kod Presizyonlu Kod C/A Kod Kaba Kod Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

29 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Efemeris Nedir ? Yaklaşık konum X,Y,Z Dünya Efemeris, uydunun yörünge konum bilgilerini içerir. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

30 Kaplumbağalar taşıyıcılardır
Küresel Konumlandırma Sistemi Kaplumbağalar taşıyıcılardır Zaman 19 cm Zaman kodlu kaplumbağalar veri dosyalarında depolanır Kaplumbağalar kod (zaman) taşır L1 kaplumbağları 19 cm uzunluğunda L2 kaplumbağaları 24 cm uzunluğunda alıcı Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

31 Küresel Konumlandırma Sistemi Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Konum Doğruluğu İyi uydu geometrisi güçlü konum çözümü verir Kötü uydu geometrisi zayıf konum çözümü verir Ambiguity (belirsizlik) çözümünde uydu geometrisinin doğrudan etkisi vardır Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

32 Dönüşüm (Transformasyon)
Koordinat Dönüşümü Dönüşüm (Transformasyon) WGS84 ya da ITRF Sisteminden Ülke Sistemine nasıl geçilir ? Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

33 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü KOORDİNAT SİSTEMLERİ Parametre ED50 ITRF GPS/Google Elipsoid Hayford İnt.1909 GRS-80 WGS84 Datum ED-50 ITRF-96 Projeksiyon TM, UTM TM,UTM Geoid TG-50 TG-03 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

34 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Transformasyon Nedir ? Transformasyon, bir koordinat sistemindeki nokta koordinatlarının başka bir koordinat sisteminde ifade edilmesidir Herhangi bir dönüşümün ana unsuru nokta koordinat bilgisidir Noktanın fiziksel konumu daima aynı kalacaktır, değişen sadece koordinat değerleridir Yatayda ve de düşeyde her iki sistemde koordinatları bilinen ortak (eşlenik) noktalar olmalıdır P j l h Z X Y Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

35 Koordinat Dönüşümü Ne Yapmak İstiyoruz ? GPS ile elde edilen koor-dinatlar Enlem, Boylam ve Elipsoidal Yükseklik ya da X, Y, Z Kartezyen Koor-dinatları ile ifade edilir Yersel ölçümlerden el-de edilen koordinatlar Sağa, Yukarı ve Orto-metrik Yükseklikle ifade edilirler j l h Z X Y P Yükseklik Sağa Yukarı WGS84 Sisteminden Ülke Koordinat Sistemine geçmek istiyoruz Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

36 3 Boyutlu, 7 Parametreli Helmert Dönüşümü
Koordinat Dönüşümü 3 Boyutlu, 7 Parametreli Helmert Dönüşümü Bilinen Noktalar Dönüşüm Yatayda ve düşeyde 3 yada daha fazla koordinatı bilinen ortak nokta X, Y ve Z eksenleri boyunca 3 öteleme bileşeni X, Y ve Z eksenleri etrafında 3 dönme bileşeni 1 ölçek faktörü ZS ZL P XS =sR( wx, wy, wz)XL +X0 XS YS XL YL wy wx wz XO Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

37 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

38 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

39 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

40 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

41 Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı
Koordinat Dönüşümü Dönüşüm Yolları ArcGIS, Netcad, Mapinfo gibi CBS Yazılımlarında bulunan dönüştürme araçları ile J-Trans gibi bağımsız yazılımlarla Hazır katsayılarla (1/ Ölç. Top. Har. Olduğu gibi) Manuel olarak 7 Parametreli Helmert Dönüşümü Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı

42 Etem AKGÜNDÜZ Daire Başkan V.
Teşekkürler. Etem AKGÜNDÜZ Daire Başkan V. Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı