TUSAGA-AKTİF TUSAGA-AKTİF
(CORS-TR) (CORS-TR)
ve ve
CBSCBS
Konumlama Uygulamaları
Telsiz Altyapısı
Harita İnşaat
Ziraat
CBS
Araç Takip Filo takip
Araç içi navigasyon
Avuçiçi cihazlar
Altyapı
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
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
Klasik RTK ölçmelerinin sınırlamaları
Klasik RTK ölçmelerinde mesafeyi sınırlayan Sistematik Hatalar
Ionosfer Troposfer Uydu Yörünge hataları Uydu Saat Hataları Yansıma
İonosferik Hata
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.
Dünya yüzeyinin 100-250 km üstünde. Güneşteki aktivitelerden etkilenir. Sinyal gecikmesine neden olur.
Troposfer
Atmosferik Etkiler
Ionosfer
< 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
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.
Bağımsız Sabit İstasyonlar
Sabit GPS İstasyonu Kavramı
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.
Bağımsız Sabit İstasyonlar
Sabit GPS İstasyonu Kavramı
Bağımsız Sabit İstasyonlar
Sabit GPS İstasyonu Kavramı
• 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 RTK İstasyon Ağı
Sabit GPS İstasyonu Kavramı
Sabit GPS İstasyonu ile
Sabit GPS Ağı
farklı sistemlerdir !
Sabit İstasyon ile Sabit Ağ FarklarıSabit GPS İstasyonları
Sabit GPS ağları
İstasyonlar arası mesafe Max:20km 60-100kmAtmosferik modelleme Yok VarGezicinin 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
Hayır Evet
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
Hayır Evet
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:
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 ölçmelerKadastral ölçmeler CBSCBS - - HaritaHarita BarajBaraj – – Hareket izlemeHareket izleme Büyük inşaat alanlarıBüyük inşaat alanları Belediye hizmetleriBelediye hizmetleri TarımTarım – – Hassas tarımHassas tarım HHidrografik ölçmeleridrografik ölçmeler MaMakine kontrolkine kontrol - Naviga - Navigasyonsyon YolYol – – Demiryolu inşaatıDemiryolu inşaatı Yer altı inşaatı firma/kurumlarYer altı inşaatı firma/kurumlar Koordinatlı nokta üretmeKoordinatlı 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 İzlemeServer: Merkezi Veri İşlemePotansiyel 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?
Internet
PSTN
Kavramsal Model
Atmosfer Ref. Stns İletişim Donanım Koordinatlar
Kullanıcılar için Ürün(Veri)
KaliteKontrol
Hatalardan ayıklanmış Kullanıcı verisi
İzleme
Altyapı Bileşenleri
İstasyonlar
Yazılımİletişim
Donanım
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
GPSBase
GPSNet
xxx VRS
CORS-TR VRS, nasıl çalışıyor?
VRS Veri Akışı
Referans İstasyonu verisi Kontrol merkezine akar
Gezici konumunu (NMEA) kontrol merkezine gönderir
NMEA
Kontrol merkezi her gezici için ayrı bir VRS (Sanal Referans İstasyonu) oluşturur
VRS
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
ABDABDÇinÇin
Y.ZellandaY.Zellanda
AvusturalyaAvusturalya
DanimarkaDanimarka
İsviçreİsviçre
Çek Cumhur.Çek Cumhur.
FinlandiyaFinlandiya
AlmanyaAlmanya
İsveçİsveç
NorveçNorveç
ItalyaItalya
AustriaAustria
BelçikaBelçika
İspanyaİspanya
MalezyaMalezya
TayvanTayvan
İngiltereİngiltere
SlovenyaSlovenyaBosna Hersek
Bosna Hersek
PolonyaPolonyaFransaFransa
KanadaKanada
Güney KoreGüney Kore
AKAKJaponyaJaponya
PortekizPortekiz
SlovakyaSlovakyaSingaporeSingapore
Güney AfrikaGüney AfrikaNew Caledonia
New Caledonia
HindistanHindistan
20072007
PAPA
UTUT
PENNPENN
KYKY
VTVT
MEME
USACEUSACE
Turks & Caico
Turks & Caico
LitvanyaLitvanya
YunanistanYunanistan
KS ArabiaKS Arabia
NMNM
WIWI
MSMS
BrasilBrasil
İzlandaİzlanda
CACA
IrlandaIrlanda
COCORusyaRusya
TurkiyeTurkiye
BeninBenin
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.
NW
SW
NE
SE
Süreç
Proje süresi 12+6 ay 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
•3 adet 4metre pilye
•58 adet 3metre pilye
•84 adet 2metre pilye (zeminler dahil)
Pilye
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.
HaberleşmeHat kalitesi :Küçük değer olmalı
Hat üzerindeki kazanç: 15’den düşük olmamalı.
Haberleşme
TT hızı
Ortalama hız
Alt eşik
.
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.
ÖzetGNSS 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.)
TEŞEKKÜR EDERİZTEŞEKKÜR EDERİZ
TUSAGA-AKTİF(CORS-TR)TUSAGA-AKTİF(CORS-TR)
Dr. Ömer YILDIRIM
Katkılarından Dolayı