Yeni başlayanlar için GPS ve Navigasyon (Seyrüsefer)
Önce tanımlar: GPS ve navigasyon (seyrüsefer) ne demektir?
GPS (Global Positioning System; Küresel Yer Belirleme Sistemi ya da Küresel Konumlandırma Sistemi), düzenli olarak kodlanmış bilgi yollayan bir uydu ağıdır ve uydularla arasındaki mesafeyi ölçerek Dünya üzerindeki kesin yeri tespit etmeyi mümkün kılar.
Akılda kalması için yarı-Türkçe olarak Global Pozisyon bulma Sistemi diyebiliriz.
Bu sistem sayesinde bir GPS alıcısı ve antenden oluşan bir modülün takılı olduğu herhangi bir şeyin (bir insan, bir PDA, bir cep telefonu, belki bir deney maymunu, otomobil vs.) yeryüzünün tam olarak neresinde olduğunu belirlemek mümkün olabiliyor. Bazı casus filmlerini hatırlattı bu bana. Şimdi bu modülün fotoğraflarını ekleyeyim:
Yanda gördüğünüz alıcının boyutları 15x17 mm. Oldukça küçük boyutlara sahip bu modülün kullanım alanları da hayli geniş olmalı.
GPS daha çok askeri, havacılık ve araştırmada kullanılıyor gibi geldi bana. Peki biz son kullanıcıların işine nasıl yarayacak?
Seyir (veya seyrüsefer, navigasyon) bir noktadan başka bir noktaya gitmek için en elverişli yolu tayin etme ve seferi uygulamadır.
Galiba şimdilik bireysel kullanıcı olarak bizler; GPS'i en çok navigasyon (yazının devamında seyrüsefer demeyi tercih edeceğim) işleminde işimize yarar halde buluyoruz.
Otomobillerdeki kullanımı zaten net ve anlaşılabilir. Otomobilinize bindiğinizde varacağınız noktaya giden en uygun yolu tespit etmek için çok kullanışlı olacaktır. "Ormana yukarıdan bakmak" deyiminde olduğu gibi haritayı kuş bakışı görmek ve en uygun yol konusunda bilgisayarlardan yardım almak seyrüsefer sistemlerinin en önemli faydaları arasında. Ayrıca bu işi yapan cihazlara yüklenen yazılımların ve haritaların da farklılıkları olduğunu ve birbirlerine göre kimi üstünlükleri olduğunu da öğrendim az önce. El altında bulunan önemli telefon numaraları gibi (hastane, eczane, market vs.)...
Peki bir çeşit el bilgisayarı sayılabilecek PDA'lar ve özel olarak seyrüsefer için üretilmiş "Navigasyon" cihazlarını kim, ne için kullanır? Orta düzey geliri olan ortalama bir vatandaş için lüks sayılır mı?
Bu haritaların tüm Türkiye'yi detaylı olarak kapsaması durumunda özellikle pek çok erkek için bir kabus olan yer sorma işkencesinden kurtarıcı bir etkisi olabileceği malum. Fiyatları 400 YTL civarından başlayan bu cihazlara ödenecek para ilk gözlemlerime göre işi gereği veya hobi olarak gezen insanlar için -cep telefonu fiyatları düşünüldüğünde- lüks olma sınıfından çıkıyor gibi. Hatta ebeveynlerin çocuklarının yerini tayin edebilmesi için üretilmiş olan cihazlar (cep telefonlarında da kullanılıyor) olduğunu bile öğrendim. O halde bu cihazları yer bulan ve yol gösteren cihazlar olarak (ikisini birden yapan) ayırmanın mümkün olabileceğini düşündüm şimdi.
İsimler, teknik terimler karmaşık; "cihazı kullanmak da sadece mühendislere, bilgisayar uzmanlarına mı özgü?" sorusunun cevabının da net bir biçimde "hayır" olduğunu öğrendim. Bu aletler de kullanıcı dostu arayüz geliştirme konusunda da rekabet içerisindeymiş gibi geldi bana. Hep verilen örnektir; TV izleyebiliriz hepimiz, ancak bir televizyon yapabilecek olanlar konunun uzmanlarıdır. Yine de cihazın nasıl çalıştığı konusunda araştırma yapma gereği hissettim. Bulduğum basit dille yazılmış bir yazıyı aynen kopyalıyorum aşağıya.
1. Uydular
Seyahat edenler rotalarını eskiden pusula ve yıldızların yardımıyla belirliyordu. Günümüzde ise uydudan gelen sinyaller, navigasyon cihazlarını doğru rotanın hesaplanmasında desteklemektedir. Araç konumunun tespit edilebilmesi ve otomobilin başlangıç konumunun belirlenebilmesi için küresel konumlandırma sistemine (GPS) dahil en az üç uydunun sinyallerine ihtiyaç duyulur. Bu sinyaller, araçta yer alan ve konumu hesaplayacak olan bir GPS alıcısına gönderilir.
Söz konusu veriler navigasyon cihazına iletilerek dijital yol haritasında kayıtlı bilgilerle karşılaştırılır. Bu yöntemle, otomobilin başlangıç konumu 10-15 metrelik bir hata payı ile belirlenebilir.
2. Dijital harita
Yazılım şirketleri, tüm yerleşimleri sokak, apartman numaralrı ve kavşaklarla birlikte en küçük ayrıntısına kadar araştırıp CD-ROM veya DVD üzerinde kaydetmiştir. Böylelikle dijital haritalar ortaya çıkmıştır. Dijital haritadaki bilgiler, navigasyon cihazı tarafından uydu ve sensörlerden gelen konumlandırma verileri ile karşılaştırılır. "map matching" olarak isimlendirilen bu yöntemle otomobilin tam olarak yerinin tespiti ve hassas bir şekilde hedefe yönlendirilmesi mümkün olur.
Yol ve yerleşim ağları hızla değişim gösterdiği için, kaydedilen veriler bugün sıklıkla araç dışında merkezi sistemlerde bilgisayarlarda saklanır, güncelleştirilir, en güncel harita hesaplanır ve otomobildeki navigasyon cihazına aktarılır.
3. TMC-RDS sinyali
Akıllı bir sürücü yardımcısı, trafikteki değişliklere hızlı ve hassas bir şekilde cevap verebilmeli ve rotayı yeni durumuna uyarlayabilmeli. Bunun için ihtiyaç duyulan trafik bilgileri TMC-RDS sinyali tarafından sağlanır: Yol yüzeyine yerleştirilen sensörler, karayollarındaki durumu algılayarak topladığı verileri radyo istasyonlarına gönderir. Burada dijital sinyallere dönüştürülen trafik bilgileri, radyo yayınına paralel olarak ve insan kulağının algılayamayacağı bir şekilde iletilir. Bu sinyal ya TMC Tunerbox ya da oto radyosu üzerinden alınarak navigasyon cihazına aktarılır.
Navigasyon bilgisayarı ise gerektiğinde güzergah hesabını güncelleştirerek rotayı değiştirir.
4. Navigasyon Cihazı
Araca yerleştirilmiş ufak bir bilgisayar olan navigasyon cihazı, navigasyon sisteminin kalbidir.
Otomobilin yola çıktığı andan hedefe vardığı ana kadar aracın başlangıçtaki yerinin tespit edilmesi, seyahat sırasındaki konumunun belirlenmesi ve rotanın hesaplanması için gerekli olan tüm veriler burada toplanarak değerlendirilir. Cihaz, bu verilerin kendisine aktarılan güncel trafik bilgileriyle birleştirilmesiyle daima en uygun rotayı bulur.
Navigasyon cihazı, otomobil sürücüsüne yön bulmada yardımcı olup, sesli uyarılarla veya bir göstergede sergilenen görsel sembollerle gitmek istenilen yere ulaştırır.
5. Sensörler
Navigasyon sistemleri yalnızca uydudan gelen verilere bağlı olarak çalışmaz, çünkü uydu yayının iyi alınamadığı yerlerde GPS'den elde edilen konum bilgileri yeterince hassas değildir. Bu durumda araç üzerine yerleştirilen sensörler, aracın bulunduğu yerin tam olarak tespitini mümkün kılar. Böylelikle otomobilin güncel konumu yolculuk boyunca izlenebilir. Başlangıç noktasından itibaren katedilen mesafe, bir takometre sensörü tarafından hesaplanır. Giroskop adıyla da bilinen devir oranı sensörü, aracın yön değişimlerinin tümünü algılar.
İletilen yol ve yön sinyalleri sayesinde navigasyon cihazı otomobilin o anki konumunu 3 metrelik bir hata payı ile hesaplayabilir. Kaynak
sitesinden alınmıştır.