Havacılıkta GPS

Amerika Birleşik Devletleri savunma Dairesi tarafından geliştirilmiş , uyduya dayalı ve yer belirleme ve zaman transfer sistemidir. Bu sistem yüksek doğrulukta, yer, hız ve zaman bilgilerini 24 saat boyunca GPS alıcısı olan herhangi bir kullanıcıya ulaştırır.

Sistem genel olarak uzay, kontrol ve kullanıcı olmak üzere üç bölümden oluşur.Uzay Bölümü: Sistemin uzay bölümünü, yeryüzünün tamamını 24 saat ve yılın 365 günü kaplama alanları (coverage) altında tutabilecek şekilde yerleştirilmiş, toplam 24 uydu oluşturmaktadır. Bu uydular, yaklaşık 20000 km irtifada, her yörüngede 4 uydu olmak üzere, 6 farklı düzlemde bulunurlar. Böylelikle, dünyanın herhangi bir yeri, herhangi bir anda en az 4 uydu tarafından görülebilmektedir.Uydular Link-1 (1575 Mhz) ve (Link-2 1227 MHz)olarak adlandırılan ve kodlanmış bilgi içeren iki farklı RF sinyali gönderirler. Bu sinyaller kullanılarak verilebilecek hizmet ikiye ayrılır:a. SPS:Standart yer belirleme hizmeti (Standart Positioning Service)b.PPS:Hassas yer belirleme hizmeti (Precise Positioning Service)Link-1 sinyali yalnızca açık kod olan C/A koduna (Course Acquisition Code )sahiptir.Ticari amaçlı GPS alıcıları yalnızca bu kodu çözebilir ve standart yer belirleme hizmeti verebilirler.Link –2 sinyali ise C/A kodundan başka ,hassas kod olan P koduna (Precise Code) da sahiptir. Askeri amaçlı GPS alıcıları hem C/A kodunu hem de P kodunu çözerek hassas yer belirleme hizmeti verebilirler.Askeri amaçlı GPS kullanımı Amerikan Savunma Dairesi Başkanlığının iznine bağlıdır ve ancak sınırlı sayıda NATO üyesi bu izne sahiptir. P kodunu çözebilen GPS alıcılarının hassasiyeti, yalnızca C/A kodunu çözebilen alıcılardan 10 kat daha fazladır. P kodunu çözebilen alıcılar, hem Link-1 hem de Link-2 sinyallerini kullanarak karşılaştırma düzeltme yapabilirler.Kontrol Bölümü, uyduların izlenmesi, yönlendirilmesi ve kontrol altında tutulması işlemlerini gerçekleştirir. Yeryüzünün çeşitli yerlerinde bulunan izleme istasyonları, uyduları izler ve bilgileri kontrol istasyonuna gönderirler. Bu bilgiler daha sonra uyduların yönlendirilmesinde kullanılır.Kullanıcı Bölümü üç kısımdan oluşur. Anten, alıcı/işlemci (receiver/processor) Kontrol ve display ünitesi (CDU). Kullanıcı bölümü ,değişik firmalar tarafından üretilir ve elde edilen sinyallerden yer, hız, zaman bilgilerini çıkarmada kullanılır.

?GPS Çalışma Prensibi : GPS’in işleyişi konumları çok iyi bilinen uydular ile GPS alıcısı arasındaki mesafenin ölçümüne dayalıdır.uydularda birer atom saati bulunur ve uydular, GPS alıcısına zaman, uydunun konumu, transmisyon süresi gibi bilgileri kodlanmış olarak gönderir. Alıcı, bu bilgilerden faydalanarak enlem, boylam, irtifa ve zaman bilinmeyenlerini çözer ve bu şekilde o anda bulunulun konum ve hızı hesaplar. Yalnızca C/A kodunu çözebilen sivil veya ticari GPS alıcılarında hesaplamalar sonucu oluşabilecek hata payı yaklaşık 100 metredir. Bu değer P kodunu da çözebilen askeri GPS alıcılarında 16 metre civarına kadar düşer. Sistemin doğruluğunu daha da artırmak için değişik yöntemler kullanılır. Bir uçağın üç boyutlu konumunun belirlenmesi için en az 4 uydudan bilgi alınması gerekir. Ancak uydulardan birinin yanlış bilgi vermesi durumunda 5nci bir uydunun yayınının da alınması hata olasılığını düşürecektir. Buna RAIM yani Receiver Autonomous Integrity Monitoring denir.