TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
TUSAGA-AKTøF (CORS TR)
YÕldÕrÕm, Ö.2 Cingöz, A.1, Lenk, O.1, BakÕcÕ, S.2Aktu÷, B.1, KÕlÕço÷lu, A.1, Aysezen, M.ù.,
Erdo÷an, A.,O.2
2
1
Harita Genel KomutanlÕ÷Õ 06100 Dikimevi Ankara
Tapu ve Kadastro Genel Müdürlü÷ü 06100 BakanlÕklar Ankara
Özet
Bu çalÕúmada, Tapu ve Kadastro Genel Müdürlü÷ü (TKGM) ve Harita Genel KomutanlÕ÷ÕnÕn (HGK)
ortak sahibi oldu÷u, Türkiye ve Kuzey KÕbrÕs Türk Cumhuriyeti genelinde 147 adet sabit GNSS istasyonundan
oluúan ve 8 MayÕs 2009 tarihinde tamamlanmÕú olan, Türkiye Sürekli Gözlem Yapan Referans østasyonlarÕ A÷Õ
(CORS-TR/TUSAGA-Aktif) tanÕtÕlmÕútÕr. Sistemin baúlangÕç aúamasÕnda iletiúim altyapÕsÕnÕ, istasyonlar arasÕ
mesafelerin verimlili÷ini ve alÕcÕlarÕn performansÕnÕ test edebilmek için, toplam 13 noktadan oluúan (Net-60,
Net-90 ve Net-120) Benchmark Test a÷Õ oluúturulmuú ve bu test a÷Õnda toplam 13 GNSS alÕcÕsÕ ile 8-9-10
A÷ustos 2006 tarihlerinde gözlemler yapÕlmÕútÕr. Bu gözlemlerden toplanan veriler GAMIT/GLOBK V10.3,
BERNESE 5.0 ve GEONAP akademik yazÕlÕmlarÕ ile ayrÕ ayrÕ de÷erlendirilmiútir.
GNSS istasyonlarÕ GAMIT/GLOBK V10.3 ve BERNESE V5.0 yazÕlÕmlarÕ ile günlük bazda
de÷erlendirilmekte olup, de÷erlendirme sonucunda günlük karesel ortalama hata de÷erleri 8.4 mm.
hesaplanmÕútÕr. Referans sistemi tanÕmlanmasÕ kapmsaÕnda, öncelikle SOPAC tarafÕndan analizi yapÕlan global
çözüm dosyalarÕ TUSAGA-Aktif günlük çözüm dosyalarÕna dahil edilmekte, müteakiben yaklaúÕk 35 IGS
istasyonunun koordinat ve hÕz bilgisini kullanarak 3 boyutlu benzerlik dönüúümü gerçekleútirilmekte olup, söz
konusu referans sistemi tanÕmlanmasÕna iliúkin ait üç boyutlu RMS de÷erleri ortalama 3.3 mm +/- 0.5 mm. elde
edilmiútir.
Sistemin test edilmesi kapsamÕnda, TKGM ve HGK personeli tarafÕndan, önceden konumu hassas
olarak bilinen Türkiye Ulusal Temel GPS A÷Õ (TUTGA) noktalarÕnda TUSAGA-Aktif sisteminden yararlanarak
ölçümler yapÕlmÕútÕr. Söz konusu kontrol ölçüleri neticesinde, tespit edilen ortalama koordinat farklarÕ, Kuzey
bileúende; 1.6 cm, Do÷u bileúende 2.2 cm ve yükseklik bileúeninde 7.6 cm. elde edilmiú ve söz konusu farklarÕn
standart sapma de÷erleri sÕrasÕyla; 2.1 cm, 2.9 cm. ve 8.8. cm. bulunmuútur.
Abahtar Kelimeler:GNSS, Benchmark Test, IGS
1. GøRøù
Gerçek ZamanlÕ Kinematik (RTK) CORS a÷larÕnÕn kurulmasÕ tüm dünyada yeni bir devir açmÕútÕr
(Bock et al.). Sürekli gözlem yapan referans istasyonlarÕ-Türkiye (CORS-TR) projesi, yeni bir RTKCORS a÷Õ olarak Türkiye’de kurulmuútur. CORS-TR projesi østanbul Kültür Üniversitesi (IKU), Tapu
ve Kadastro Genel Müdürlü÷ü (TKGM) ve Harita Genel KomutanlÕ÷Õ (HGK) iúbirli÷i ile kurulmuútur.
Bu proje TÜBøTAK sponsorlu÷unda resmen MayÕs 2006 tarihinde baúlamÕú ve MayÕs 2009 tarihinde
tamamlanmÕútÕr.
CORS-TR projesinin temel amaçlarÕ; Tüm Türkiye genelinde 7/24 saat ilkesine göre co÷rafi
konumlarÕ hem gerçek zamanda(RTK) hem de postprocessing ile hÕzlÕ, ekonomik ve duyarlÕ olarak
belirlemek, Türkiye’nin yer aldÕ÷Õ bölgedeki atmosferi (iyonosfer ve troposfer) modellemek ve daha
hassas meteorolojik tahminler ile sinyal ve iletiúim konularÕna katkÕ sa÷lamak, Türkiye’deki
tektonik(plaka) hareketlerinin duyarlÕ ve sürekli olarak izlenmesi, deformasyon miktarlarÕnÕn mm
seviyesinde belirlenmesi ve böylece depremlerin önceden belirlenmesi ve erken uyarÕ çalÕúmalarÕna
katkÕda bulunmak, eski ED50 Datumu ile ITRFxx Datumu arasÕndaki dönüúüm parametrelerini
belirlemektir.
Bu amaçlar do÷rultusunda, projenin daha etkin olmasÕ için Marmara Bölgesinde 13 noktadan oluúan
(yaklaúÕk boyutlarÕ 300x150 km olan ve ùekil 1’de görülen) bir Benchmark Test A÷Õ oluúturulmuútur.
Oluúturulan bu test a÷Õndan GNSS alÕcÕ ve antenleri, Kontrol Merkezi yazÕlÕmÕ, østasyonlar arasÕndaki
en uygun uzaklÕk, Türkiye’deki iletiúim ve internet altyapÕsÕ ve Atmosferik aktiviteler ve etkileri test
edilmiútir.
Bencmark Test A÷Õnda her birisi 6 adet nokta içeren 3 farklÕ network konfigürasyonu oluúturulmuútur
(Net-120, Net-90 ve Net-60.) Tablo 1’de Bencmark test a÷Õ bilgileri verilmiútir.
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
25
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
ùekil 1:Benchmark Test A÷Õ(120, 90 ve 60 km)
Tablo 1:Benchmark Test A÷Õ Bilgileri
Mesafeler(km)
Min. Range
Max. Range
Ortalama Range
RMS
Net-120
67
285
130
151
Net-90
42
154
88
101
Net-60
27
115
58
66
Benchmark test a÷Õ noktalarÕnda, 8-9-10 A÷ustos 2006 tarihlerinde en az 48 saatlik eú zamanlÕ 30
saniye aralÕklarda GNSS ölçüleri yapÕlmÕútÕr ve yapÕlan bu ölçüler hassas yörünge bilgileri ile Gamit,
Bernese ve Geonap yazÕlÕmlarÕ ile ayrÕ ayrÕ de÷erlendirilmiútir. Böylece Test Referans A÷Õ
NoktalarÕnÕn ITRF koordinatlarÕ hesaplanmÕútÕr. Hesaplamalar sonucunda baz duyarlÕlÕ÷Õ 0.01 ppm,
konum duyarlÕlÕ÷Õ ise ± 1 cm seviyesinde elde edilmiútir (Eren, K., vd, 2009).
2. TUSAGA-AKTøF SøSTEMø
“Sürekli Gözlem Yapan GNNS østasyonlarÕ A÷Õ ve Ulusal Datum Dönüúümü Projesi
(TUSAGA-Aktif / CORS-TR)” østanbul Kültür Üniversitesi (øKÜ) yürütücülü÷ünde, Harita Genel
KomutanlÕ÷Õ (HGK) ve Tapu ve Kadastro Genel Müdürlü÷ü (TKGM) müúterek müúteri olmak üzere,
08 MayÕs 2006 tarihinde baúlamÕú olup, AralÕk 2008 itibariyle tamamlanmasÕyla faaliyete geçmiútir.
TUSAGA-Aktif sisteminin iúletilmesi ve düzeltme parametrelerinin hesaplanmasÕ kontrol ve
analiz merkezlerinde yapÕlmaktadÕr. Tüm istasyonlardan toplananan veriler ADSL ve GPRS/EDGE
(ADSL çalÕúmadÕ÷Õ zamanlarda devreye girecek) yolu ile veri merkezlerine aktarÕlmakta ve burada
düzeltme parametreleri hesaplanarak tüm kullanÕcÕlara sunulmaktadÕr. Gerçek ZamanlÕ Kinematik
(RTK) düzeltme verileri en güncel RTCM (Radio Technical Commission for Aeronautics) iletiúim
formatÕnda olup ve GSM, GPRS, NTRIP (Internet Protokolü Üzerinden RTCM Verisinin A÷
Da÷ÕtÕmÕ) vasÕtalarÕndan biri veya birkaçÕ yardÕmÕyla gezici alÕcÕlara gönderilmektedir .
TUSAGA-Aktif istasyonlarÕnÕn yerlerinin seçiminde zemin yapÕsÕ, elektrik, telefon, ønternet ve
güvenlik hususlarÕ dikkate alÕnmÕú ve tüm Türkiye’de gerçekleútirilen arazi keúifleri neticesinde
Devlet Meteoroloji øúleri Genel Müdürlü÷ü Meteoroloji østasyonlarÕ, Üniversiteler, Belediyeler ile
Kamu Kurum ve KuruluúlarÕna ait bina ve araziler seçilmiútir.
26
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Proje kapsamÕnda kurulan istasyonlarda birer adet GNSS (GPS+GLONASS) alÕcÕsÕ ve alÕcÕya
ba÷lÕ bir jeodezik GNSS anteni bulunmaktadÕr. Sistemde, sabit GPS istasyonlarÕ ile kontrol merkezleri
arasÕndaki iletiúim ADSL üzerinden sa÷lanmaktadÕr. AyrÕca, ADSL hattÕnda meydana gelebilecek veri
kesikliklerinde mevcut bir Router ile GPRS modem devreye girecek ve veri iletimi GPRS/EDGE ile
yapÕlacaktÕr.
Kontrol merkezlerinde bulunan sunucular (server) tüm istasyonlardan gelen anlÕk verilerden
yararlanarak atmosferik modelleme yapacak ve DGPS/RTK düzeltme verileri hesaplayacaktÕr. Söz
konusu düzeltme verileri ise arazide bulunan gezici alÕcÕlara GPRS üzerinden aktarÕlacaktÕr. Bu
úekilde tek frekanslÕ bir GPS alÕcÕsÕ DGPS verisini kullanarak metre altÕ do÷rulukta, çift frekanslÕ bir
GPS alÕcÕsÕ ise RTK verisini kullanarak 1-10 santimetre do÷rulukta konum belirleyebilecektir. Veri
aktarÕm formatÕ olarak NTRIP kullanÕlacaktÕr (ùekil-2).
ùekil-2: TUSAGA-Aktif Sistemi Ana Bileúenleri
3. TUSAGA-AKTøF SøSTEMø TEKNøK ALTYAPISI
3.1. Kontrol Merkezleri
Kontrol merkezleri Ankara’da TKGM-Oran tesislerinde ve HGK-Cebeci tesislerinde yer
almaktadÕr. RTKNet ve GPSNet analiz ve kontrol sistemi, web sunucu, veri yedekleme ünitesi,
yönlendirici, güvenlik ünitesi ve çevre donanÕmlarÕndan oluúmaktadÕr.
TUSAGA-Aktif Kontrol Merkezleri DonanÕm ve yazÕlÕmlarÕ aúa÷Õda verilmektedir (ùekil-3).
1. DL140G3 Dual-Core X5110 3.00 GHZ-1x4MB 1GB 80GB SATA 1U Rack; Windows
2003 Server
2. DL140G3 Dual-Core 2x X5110 3.00 GHZ-1x4MB 1GB 80GB SATA 1U Rack;
Windows 2003 Server; 2x1GB FBD
3. NAS HP DL380 2TB SATA Storage Server; Dual-Core; 1GB, DIMM; 2x1GB FBD
4. StorageWorks Backup Unit with Smart Array
5. 17" LCD TFT Flat Panel Monitor (10)
6. CISCO 2811 Router with VPN encryption; 2xDSL interface
7. 24-port unmanaged switch
8. 19" 16-port KWM switch
9. 19" 42U Server Max cabin with FAN and Thermostat module
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
27
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
ùekil-3: Kontrol Merkezi
Sunucusu
10. 19" Rack console with 17" TFT display, keyboard, mouse, touchpad
11. HP A4 laser printer
12. Trimble VRS SW (including GPSNet, RTKNet, webserver, Rover Integrity, Coordinate
Monitor and data storage) for GNSS stations/nodes
13. Microsoft Office ( MS Access ile)
14. Working table
15. VNCe SW
16. IPCluster SW
3.2. TUSAGA-Aktif østasyonlarÕ
Türkiye ve Kuzey KÕbrÕs Türk Cumhuriyeti(4 Adet) geneline da÷ÕlmÕú 147 Sabit GPS
istasyonu olup, da÷ÕlÕmlarÕ ùekil-4’de gösterilmektedir;
ùekil-4: TUSAGA-Aktif østasyonlarÕ
28
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Bu istasyonlarÕn tesis tipi yönüyle da÷ÕlÕmÕ;
*ÇatÕ tipi østasyon (89 adet),
*Zemin tipi pilyeye sahip istasyon (28 adet),
*Teras tipi istasyon (30 adet) úeklindedir.
Sabit istasyon antenlerinin yerleútirildi÷i pilyeler bina üstü veya zeminde inúa edilmiú olup,
zemin tipi pilye TøP A (ùekil 5-a)’ye göre, çatÕ ve teras tipi pilye ise TøP B (ùekil 5-b ve 5-c)’ye göre
inúa edilmiútir.
ùekil 5-a: Zemin
ùekil 5-b: Teras
ùekil 5-c: ÇatÕ
Her bir istasyona ait ulaúÕm durumu, anten, antenin oturdu÷u beton blok, elektrik ve iletiúim
altyapÕsÕnÕ gösterir “As-Built” projesi, istasyon iletiúim bilgileri ve irtibat personeli bilgileri mevcut
olup bu kapsamda hazÕrlanan nokta protokolü oluúturulmuútur.
østasyon donanÕmlarÕyla ilgili bilgiler özet olarak aúa÷Õdaki gibidir;
Kabin: CORS donanÕmÕnÕn muhafazasÕnÕ sa÷layan kabinlerde alÕcÕ donanÕmÕnÕn yanÕnda, dört
tarafÕ açÕlabilen, içinde dört adet AC ile, 2 adet de DC ile çalÕúabilen fan, ÕsÕ ayarlayÕcÕ ve
kemirgenlere karúÕ sinyal yayÕcÕ bulunmaktadÕr. Her istasyonda söz konusu kabinlere, elektrik ve
ADSL hattÕ ba÷lantÕsÕ yapÕlmÕútÕr (ùekil 6).
TUSAGA-Aktif Referans østasyonlarÕ AlÕcÕ DonanÕmlarÕ (ùekil-7):
x Trimble NetR5 GNSS alÕcÕsÕ,
x Trimble Zephyr Geodetic-II anten ve tribrah,
x Kesintisiz Güç kayna÷Õ,
x AKÜ ve úarj aleti,
x ADSL Modem/Router ( EDGE fallback),
x YÕldÕrÕm koruma Adaptörü
Sistemin kurulum ihalesini kazanan “TRIMBLE EUROPE BV” firmasÕ tarafÕndan, daha sonra
yapÕlacak istasyon ilaveleri durumunda kontrol merkezi yazÕlÕmÕnÕn 250 istasyona kadar çalÕúabilece÷i
taahhüt edilmiútir.
ùekil 6: Kabin
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
ùekil 7: DonanÕm
29
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
3.3. KullanÕcÕlar
Gerçek ve tüzel kiúiler olup, kendi GPS alÕcÕlarÕ ile birlikte TUSAGA-Aktif veri iletiúim
sistemiyle uyumlu donanÕma sahip olmasÕ gerekmektedir.
3.4. øletiúim altyapÕsÕ
øletiúim yapÕsÕ hususunda aúa÷Õdaki unsurlar kullanÕlmaktadÕr;
Sabit GPS østasyonlarÕndan kontrol merkezine veri aktarÕmÕ için bütünleúik ADSL/GPRSEDGE modem kullanÕlmÕútÕr. Sistemde öncelik ADSL hattÕnda olup ADSL hattÕnda herhangi bir arÕza
durumunda GPRS-EDGE modülü otomatik olarak devreye girmektedir.
Uydu tabanlÕ VSAT Terminalleri (øhtiyaç duyulmasÕ halinde) veri iletiminin özellikle
yukarÕda ifade edilen iletiúim sisteminin çalÕúmadÕ÷Õ veya etkili olmadÕ÷Õ ölü alanlarda devreye
girmesi planlanmaktadÕr.
(a) Kontrol Merkezi iletiúim altyapÕsÕ
Kontrol merkezleri (HGK ve TKGM) ile Sabit GPS istasyonlarÕ arasÕnda çift yönlü iletiúim sürekli
açÕk bulunacaktÕr.Kontrol merkezlerinde internet ba÷lantÕsÕ Metro Ethernet (f/o) ile sa÷lanmaktadÕr
(TKGM’de 20 MBit, HGK’da 10 MBit) .
(b) Genel TUSAGA-AKTøF øletiúim YapÕsÕ ve detaylarÕ
A÷ referans istasyonlarÕnÕn baúarÕsÕ, iletiúim ile do÷rudan iliúkilidir. CORS sistemlerinde veri
iletiúimi iki noktada gereklidir;
x
Sabit Referans istasyonlarÕndan Kontrol Merkezlerine sürekli veri transferi,
x
Gezicilerin saha çalÕúmasÕ sÕrasÕnda düzeltme verisi almak için Kontrol Merkezlerine
ba÷lanmasÕ sÕrasÕndaki veri transferidir.
Sabit referans istasyonlarÕndan Kontrol Merkezlerine do÷ru olan veri akÕúÕnÕn stratejisi
belirlenirken teknik ve maliyet konularÕ gözetilmiú ve Türk Telekom hatlarÕ üzerinden verilen ADSL
hizmetinin veri iletiúim yapÕsÕnda birincil olmasÕ uygun görülmüútür. Ancak, olasÕ bir durumda
Telekom yapÕsÕnÕn zarar görmesi veya ADSL ba÷lantÕsÕnÕn kesilmesi sÕrasÕnda acil durum olarak veri
transferinin GSM operatörleri tarafÕndan temin edilen GPRS/EDGE üzerinden geçmesi
düúünülmüútür. Bu acil durum olasÕlÕ÷Õ Teknik ve ødari ùartnamede yer almÕú ve ihaleyi alan Trimble
firmasÕndan uygun modemin temin edilmesi sa÷lanmÕútÕr.
Sabit referans istasyonlarÕndaki veri transferi için alÕnacak olan ADSL ve GPRS/EDGE hizmeti
için Türk Telekom ve mobil operatör firmalarÕ ile görüúülmüú ve ADSL ba÷lantÕ ve servisi konusunda
Türk Telekom ile protokol yapÕlmÕútÕr.
GPRS/EDGE hizmeti için ise GSM firmalarÕ ile görüúülmüú ve sabit referans istasyonlarÕndan
veri transferi için aylÕk sabit miktar üzerinden fiyat teklifleri alÕnmÕútÕr. AyrÕca, öncelikli iletiúim
servisi olarak ADSL, kesinti olmasÕ halindeyse GPRS/EDGE ba÷lantÕsÕ kullanÕlaca÷Õndan GSM mobil
operatörden, aylÕk sabit miktar yerine “kullandÕ÷Õn kadar öde” yaklaúÕmÕ için de teklif istenmiútir.
Kapsama alanÕ, vermiú oldu÷u fiyat ve teknik hizmet açÕsÕndan Turkcell firmasÕ tercih edilmiútir.
Sonuç olarak; CORS TR projesinde kontrol merkezi ve GPS referans istasyonlarÕ arasÕndaki
iletiúim için kullanÕlacak baúlÕca iletiúim araçlarÕ aúa÷Õdaki úekilde belirlenmiútir:
x
Türk Telekom ADSL Internet (NTRIP),
x
Turkcell GPRS / EDGE ve Internet (NTRIP).
Aplikasyon uygulamalarÕnda seyyar kullanÕcÕlar düzeltme verisi almak için Kontrol
Merkezlerine ba÷lanmasÕ durumunda günümüz teknoloji úartlarÕnda arazi koúullarÕnda ya mobil
operatörlerin GPRS/EDGE servisi üzerinden, ya da uydu aracÕlÕ÷Õyla internet hizmeti veren
servislerden yapÕlabilecektir. Mobil kullanÕcÕlar istedikleri operatörleri kullanabileceklerdir.
30
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
3.5. Sistem Bilgi ve Veri Üretimi
TUSAGA-Aktif Sisteminin otomatik olarak üretti÷i veriler ;
x GNSS Statik Ham Veri (Sabit østasyon alÕcÕlarÕnÕn teknik nitelik ve niceli÷inde
sunulan veriler)
x østasyon AnlÕk Nokta KonumlarÕ (3 Boyutlu)
x Belirlenen Yöntem ile hesaplanan RTK Konum Düzeltmeleri
x Sabit østasyon BazÕnda üretilen veri/bilgiler
x Merkez YazÕlÕm Yetene÷i BazÕnda üretilen veri/bilgiler
x Gözlem SonrasÕ Diferansiyel Düzeltme için veri grubu
x AlÕcÕ ve Sistem Bütüncül Kontrol Bilgileri
Bu veriler kullanÕlarak üretilebilecek di÷er ürünler, örn. øyonosfer ve troposfer modeli
TUSAGA-Aktif Sistemi harici üretilen ancak sistemde belirli koúullar altÕnda
kullanÕlacak veriler;
x
x
x
x
x
x
x
Ulusal Referans Sisteminde TanÕmlÕ DuyarlÕ Nokta KonumlarÕ
Ulusal Referans Sisteminde TanÕmlÕ DuyarlÕ Nokta Konum HÕzlarÕ
Muhtelif Referans Sistemleri (Datumlar arasÕ) Dönüúüm Parametreleri
Ulusal Jeoid Verileri
Muhtelif kaynaklardan alÕnan “safety-of-life” bilgileri
Co÷rafi altlÕk (Raster vb.) verileri
Hücresel dönüúüm parametreleri
TUSAGA-Aktif Sistem veri yedekleme aúa÷Õdaki unsurlarÕ kapsamaktadÕr;
x Otomatik olarak üretilen verilerin yedeklenmesi
x Sistem harici üretilen ancak sistemde kullanÕlacak verilerin yedeklenmesi
x Veri iletiúim kontrol bilgilerinin yedeklemesi (TUSAGA-Aktif Sistemi
Bilgilendirme DökümanÕ, 2008, )
4.
VERøLERøN DEöERLENDøRøLMESø
4.1
KullanÕlan YazÕlÕm ve Uygulanan De÷erlendirme Stratejileri
TUSAGA-Aktif verileri GAMIT/GLOBK V10.35 yazÕlÕmÕ ile de÷erlendirilmektedir. Bilimsel
amaçlÕ yazÕlÕmlar içinde önemli bir yere sahip olan GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕ; MIT (Massachusetts
Teknoloji Enstitüsü), Yer, Atmosfer ve Uzay Bilimleri Bölümü, Scripps Oúinografi Enstitüsü (SIO) ve
Harvard Üniversitesi tarafÕndan çok yönlü bir GPS veri de÷erlendirme yazÕlÕmÕ olarak geliútirilmiútir
(King ve Bock, 2006).
YazÕlÕm, içerdi÷i tüm alt programlara iliúkin kaynak kodu ve/veya çalÕútÕrÕlabilir kod
(executable code) ile ticari amaçlÕ olmayan kullanÕcÕlara sunulmakta ve X-Windows kullanÕcÕ ara
birimlerini destekleyen herhangi bir UNIX (Sun, Solaris, HP) veya Linux iúletim sistemlerinde
sorunsuz olarak çalÕúmaktadÕr. Kaynak kodu ile alÕnan programlar, çalÕúma istasyonuna yada Linux
mimarisine uygun derleyicilerle (compiler) derlenmektedir (f77, f90, cc, g77, gcc, POSIX uyumlu CShell). Temel olarak Fortran, C ve C-Shell programlama dilleri kullanÕlarak hazÕrlanan yazÕlÕm,
bilgisayar üzerinde kurulumu tamamlandÕktan sonra yaklaúÕk 350 MB’lÕk bir yer kaplamaktadÕr.
GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕna ait kaynak kodlarÕ Tablo-2’de gösterilmektedir.
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
31
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Tablo-2: GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕ için gerekli olan kaynak kodlarÕ
Program
øúlevi
KapladÕ÷Õ
Alan
install_software
Kurulum programÕ
11 KB
install_updates
YazÕlÕm güncelleme programÕ
4 KB
gamit.10.35.tar.gz
Standart GAMIT scriptleri
2 MB
com.10.35.tar.Z
øúletilebilir komut dosyalarÕ
0.6 MB
libraries.10.35.tar.gz
Gerekli kütüphane dosyalarÕ
0.3 MB
kf.10.35.tar.gz
Standart GLOBK scriptleri
tables.10.35.tar.gz
Gerekli tablolar
2 MB
4.0 MB
example.10.35.tar.gz
Örnek çözümlü kampanya
20.5 MB
etopo5.grd.10.0.tar
5’ x 5’ aralÕklÕ topo÷rafya bilgisi
36.5 MB
help.10.35.tar.gz
YardÕm dosyalarÕ
0.3 MB
maps.10.1.tar.Z
Çizimde kullanÕlabilecek haritalar
otl_FES2004.grid
Okyanus yüklemesi etkisini içeren grid dosya
2.7 MB
øncremental_updates.090610..
YazÕlÕmÕn mevcut olan son güncellemesi
TOPLAM
45.6 MB
2.7 MB
117 MB
GAMIT yazÕlÕmÕ ile GPS ölçüleri günlük olarak de÷erlendirilmekte ve her bir güne ait
parametre tahminleri ve kovaryanslarÕnÕ içeren gevúek zorlamalÕ çözüm sonuçlarÕ (loosely
constrained), GLOBK modülü ile birleútirilerek nokta koordinatlarÕ, hÕzlar, yörünge ve yer dönme
parametreleri belirlenmektedir.
GAMIT yazÕlÕmÕ, çok sayÕda modülden oluúmaktadÕr. Bu modüllerin oluúturdu÷u ana
de÷erlendirme aúamalarÕ úunlardÕr:
x
x
x
x
x
Uydular için referans yörüngelerin oluúturulmasÕ,
De÷erlendirme için verilerin hazÕrlanmasÕ,
Gözlemlerin kapanmalarÕnÕn ve kÕsmi türevlerinin hesaplanmasÕ,
GPS verilerinin içindeki kaba hatalarÕn ve sinyal kesikliklerinin tespit edilmesi,
Parametre tahmini için en küçük kareler dengelemesinin yapÕlmasÕ.
GAMIT yazÕlÕmÕ günlük çözüm aúamasÕnda çeúitli kontrol tablolarÕ kullanmaktadÕr.
Programda kullanÕlacak parametreler, kullanÕcÕ tarafÕndan ilgili tablolarda kontrol
edilebilmektedir. Bu tablolar yazÕlÕmÕn de÷erlendirmeyi hangi parametrelere göre yapaca÷Õna
karar vermesini sa÷layan kontrol kÕsÕmlarÕndan oluúmaktadÕr. Bu tablolarÕn en önemlilerinden
biri olan “sestbl .” tablosu GAMIT veri de÷erlendirme stratejilerini ihtiva etmektedir. Di÷er
bir kontrol tablosu olan “sittbl.” ise istasyonlara özgü bazÕ kontrolleri içermektedir. Sonuç
olarak program ile gelen standart tablolar dikkatlice incelenerek çözümlerde kullanÕlacak
modellere ve parametrelere karar verilmektedir. De÷erlendirme esnasÕnda düzenlenmesi
gerekli bir di÷er dosya ise ölçüm yapÕlan tüm noktalara (de÷erlendirmeye alÕnan IGS noktalarÕ
dahil) iliúkin alÕcÕ, anten bilgileri ile anten yüksekliklerinin bulunaca÷Õ “station.info”
dosyasÕdÕr.
YazÕlÕmdan ayrÕ olarak analiz sonuçlarÕnÕn grafik olarak görüntülenmesini sa÷layan, Paul Wessel,
Walter H. F. Smith tarafÕndan geliútirilen GMT (Generic Mapping Tools) paketinin de bilgisayara
kurulmasÕ gerekmektedir (Wessel ve Smith, 1998).
32
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
De÷erlendirmede dikkate alÕnan stratejiler ve di÷er hususlar aúa÷Õda sÕralanmaktadÕr;
a. Hassas yörünge bilgisi, UluslararasÕ GPS Servisi (IGS) DuyarlÕ Yörünge Bilgisi (SP3; Standard
Product 3) olarak ftp://garner.ucsd.edu/pub/products (SIO (Scrips Institute of Oceanography)’ya
ba÷lÕ SOPAC (Scrips Orbit and Permanent Array Center)) adresinden alÕnmÕútÕr. IGS tarafÕndan
Sa÷lanan GPS Uydu Yörünge Do÷ruluklarÕ Tablo-3‘de verilmektedir.
Tablo-3: IGS TarafÕndan Sa÷lanan GPS Uydu Yörünge Do÷ruluklarÕ
HazÕr
Güncelleme
Veri
GPS Uydu Yörüngesi
Do÷ruluk
Olma
AralÕ÷Õ
AralÕ÷Õ
ZamanÕ
Yörünge
~ 200 cm
YayÕn
AnlÕk
--Günlük
Uydu
~ 7 ns
(Broadcast)
Saatleri
Çok HÕzlÕ
(Kestirilmiú)
Çok HÕzlÕ
(Gözlenen)
HÕzlÕ
DuyarlÕ
CDDIS
IGN
IGS CB
Yörünge
~ 10 cm
Uydu
Saatleri
~ 5 ns
Yörünge
< 5 cm
Uydu
Saatleri
~0.2 ns
Yörünge
< 5 cm
Uydu ve øst.
Saatleri
0.1 ns
Yörünge
< 5 cm
Uydu ve øst.
Saatleri
Bulundu÷u
Arúiv
CDDIS
SOPAC
IGN
CDDIS
AnlÕk
Günlük
15 dakika
SOPAC
IGN
IGS CB
CDDIS
3 saat
Günlük
15 dakika
SOPAC
IGN
IGS CB
CDDIS
17 saat
Günlük
15 dakika
5 dakika
15 dakika
~13 gün
HaftalÕk
< 0.1 ns
5 dakika
SOPAC
IGN
IGS CB
CDDIS
SOPAC
IGN
IGS CB
: Crustal Dynamics Data Information System, USA
: Institut Géographique National, France
: IGS Central Bureau, USA
b. Yer dönme parametreleri (ERP; Earth Rotation Parameters), USNO_bull_a (United States Naval
Observatory_bulletin_a) de÷erlerinden alÕnarak kullanÕlmaktadÕr.
c. De÷erlendirmeye IGS global izleme a÷Õndan 16 istasyon dahil edilmektedir. (ùekil-8). Tüm
istasyonlara ait veriler yine SOPAC arúivinden; (ftp://garner.ucsd.edu/pub/rinex/yyyy/ggg/)
RINEX yapÕsÕnda sa÷lanmÕú olup anten yükseklikleri kontrol edilerek kullanÕlmaktadÕr. Söz konusu
IGS a÷Õna ait tüm istasyonlarÕn alÕcÕ ve anten bilgileri ile anten yükseklik de÷erleri GAMIT
yazÕlÕmÕnda “tables” dizinindeki “station.info” dosyasÕnda mevcut olup, yazÕlÕmÕn bulundu÷u ftp
sitesinden bu dosyanÕn sürekli olarak güncel tutulmasÕ önem arz etmektedir.
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
33
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
ùekil-8: De÷erlendirmede kullanÕlan IGS noktalarÕ (16 nokta).
d. Referans Sistemi tanÕmlamada ITRF96, 2005.0 koordinat çözümü kullanÕlmaktadÕr.
e. Radyasyon-basÕnç etkileri için SOPAC tarafÕndan da standart olarak kullanÕlan 9 parametreli
Berne modeli kullanÕlmaktadÕr. (Beutler et al.,1994).
f. GPS uydusu, tutulma mevsimi (eclipse season) da denilen yÕlda iki kez birkaç hafta süresince
güneú ve dünyanÕn aynÕ eksene gelmesi nedeniyle uyduya ait güneú panelleri yarÕm saat süresince
kendilerini güneúe çevirmek suretiyle geçici olarak hareket etmek zorunda kalmaktadÕr. Bu
de÷erlendirmede, tutulma süresince ve tutulma sonrasÕndaki yarÕm saat için elde edilen veriler
de÷erlendirme dÕúÕ bÕrakÕlmamÕútÕr. GAMIT yazÕlÕmÕnda bu hareket için Yoaz Bar tarafÕndan
geliútirilen model kullanÕlmaktadÕr (Bar Y,1998).
g. Nokta yatay ve düúey koordinatlarÕ üzerinde var olan günlük ve yarÕm günlük gelgit etkileri için
IERS/IGS standart modelleri kullanÕlÕr (IERS,2003). Özellikle yÕllÕk ve 460 günlük gibi uzun periyotlu
etkileri içeren kutup gelgit etkileri (pole tide effect) için de yine IERS standartlarÕ kullanÕlÕr. Gelgit
modellerinin en karmaúÕk kÕsmÕ olan okyanus yüklemesi etkisi (ocean tide loading effect) için IGS
tarafÕndan standart olarak kabul edilen sonlu elemanlar çözümleri (Finite Element Solutions
(FES2004) modeli kullanÕlmÕútÕr. Bu model IGS tarafÕndan daha önce standart olarak kullanÕlan ve
øsveç Chalmers Üniversitesinden Hans-Georg Scherneck tarafÕndan geliútirilen 11 bileúenli Scherneck
modelinin (CSR4) daha geliúmiúidir. CSR4 modelinden olan iki önemli farkÕ, gridleme aralÕ÷ÕnÕn daha
düúük olmasÕ nedeniyle kÕyÕya yakÕn bölgelerde daha yüksek çözünürlükle birlikte hata miktarÕnÕ
azaltmasÕ ve özellikle kutba yakÕn yerlerde daha do÷ru gelgit düzeltme de÷erleri vermesidir.
h. Atmosferik yükleme etkisi veri de÷erlendirme esnasÕnda verilere düzeltme olarak
uygulanmamaktadÕr. (Tregoning and van Dam, 2005).
i. Zenit gecikme bilinmeyenleri Saastamoinen öncül standart troposfer modeline dayalÕ olarak 2
saatlik aralÕklarla hesaplanmaktadÕr. GAMIT yazÕlÕmÕnda, hem kuru hem de Õslak bileúen için
J.Saastamoinen tarafÕndan geliútirilen troposferik etki hesabÕ modeli kullanÕlmaktadÕr (Saastamoinen,
1972).
Zenit modeli olarak; her iki saatte bir hesaplanan de÷erler arasÕndaki her bir zaman aralÕ÷Õ için farklÕ
bir do÷rusal fonksiyon tanÕmlayan “parça parça do÷rusal fonksiyon (piecewise linear function)
modeli” kullanÕlmÕútÕr. Bu fonksiyon matematikte, iki veya daha fazla kesikli yada sürekli olan
do÷rusal fonksiyonlarÕn birleúiminden oluúan bir fonksiyon olarak da tanÕmlanmaktadÕr.
j. Atmosferin kuru ve Õslak kÕsÕmlarÕ için “Global Mapping Function (GMF)” indirgeme fonksiyonu
uygulanmaktadÕr.
k. De÷erlendirmede, L1 ve L2 taúÕyÕcÕ dalga fazlarÕnÕn iyonosferden ba÷ÕmsÕz LC (L3) do÷rusal
kombinasyonu kullanÕlmaktadÕr. Bu úekilde, L1 ve L2 gibi çift frekans kullanarak sinyalin iyonosfer
tabakasÕndaki da÷ÕtÕcÕ etkisi (iyonosferik gecikme) özellikle orta enlemlerde milimetre veya daha az
seviyelere indirgenmektedir.
34
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
LC kombinasyonu ile birlikte GAMIT yazÕlÕmÕnda, 1000 km’ye kadar olan bazlarda baúlangÕç faz
belirsizli÷inin çözümünde, alÕcÕya gelen sinyalin iyonosferden kaynaklanan gürültüsünden, sinyal
yansÕmasÕndan, alçak uydu yüksekli÷inden, sinyalin zayÕf olmasÕ gibi nedenlerden kaynaklanabilecek
faz kesikliklerinin onarÕlmasÕnda; L1, L2, P1 ve P2 gözlemlerinin kombinasyonu olan “Wide Lane
(WL)” kullanÕlmaktadÕr (Herring, 2003).
WL = ɎL2 - ɎL1 = (P1 + P2) * ( f1 – f2) / ( f1 + f2)
Burada; f1 ; 1575.42 MHz (L1 taúÕyÕcÕ dalgasÕnÕn frekansÕ), f2 ; 1227.60 MHz (L2 taúÕyÕcÕ dalgasÕnÕn
frekansÕ), P1, P2 ; L1 ve L2 üzerine modüle edilmiú hassas kod gözlemleridir.
l. Anten faz merkezleri için uydu sinyalinin hem azimutuna hem de yükseklik açÕsÕna ba÷lÕ modeli
(AZEL) kullanÕlmaktadÕr.
m. GAMIT yazÕlÕmÕnda de÷erlendirme sonucunda günlük çözümlere ait bir adet dengeleme sonuç
dosyasÕ (h-file) oluúturulmaktadÕr. Bu sonuç dosyasÕnda, noktalara, uydulara ve yer dönme
parametrelerine ait yaklaúÕk de÷erler ve bu de÷erlere gelen düzeltmelerle, dengeleme öncesi ve sonrasÕ
kovaryans matrisleri bulunmaktadÕr. Sonuç dosyasÕ gerçekleútirilen dengeleme stratejisine göre 4 tipte
olabilmektedir. Bunlar;
(1) SÕkÕ kÕsÕtlÕ, baúlangÕç faz belirsizli÷i serbest
(2) SÕkÕ kÕsÕtlÕ, baúlangÕç faz belirsizli÷i sabit
(3) Gevúek kÕsÕtlÕ, baúlangÕç faz belirsizli÷i serbest
(4) Gevúek kÕsÕtlÕ, baúlangÕç faz belirsizli÷i sabit
GLOBK’ye girdi olarak, gevúek kÕsÕtlÕ ve baúlangÕç faz belirsizli÷i sabit çözümler kullanÕlmÕútÕr.
4.2
De÷erlendirme
TUSAGA-Aktif istasyonlarÕnda toplanan verilerinin de÷erlendirilmesi ve kararlaútÕrÕlan bir
referans koordinat sisteminde koordinat ve hÕzlarÕnÕn hesaplanmasÕnda önce, alÕcÕ ve anten
sistemlerinin topladÕklarÕ uydu verilerinin kalite kontrolü yapÕlmaktadÕr. Bu amaçla öncelikle,
istasyonlardaki antenlerin faz merkezlerinde bir sorun olmadÕ÷Õ, istasyonlara ait alÕcÕ ve anten
bilgilerinin (IGS kodlarÕnÕn) de÷erlendirme yapÕlan GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕna do÷ru girildi÷i teyit
edilmiútir. ùekil-9’de, örnek olarak Edirne Meteoroloji østasyonuna ait faz merkezi de÷iúimini gösterir
grafik görülmektedir. Söz konusu grafikte, uydulara ait yükseklik açÕlarÕna denk gelen LC faz
düzeltme de÷erleri normal bir da÷ÕlÕm göstermektedir. Tüm di÷er istasyonlar da benzer da÷ÕlÕmÕ
sergilemektedir.
ùekil-9: Anten Faz Merkezi De÷iúimi (Edirne Meteoroloji østasyonu)
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
35
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Anten faz merkezi de÷iúimlerinin bozuk oldu÷u, yanlÕú anten bilgisinin kaba bir hata olarak
de÷erlendirme yazÕlÕmÕnda kullanÕldÕ÷Õ bir örnek ise ùekil-10’de verilmiútir.
ùekil-10: Bozuk bir Anten Faz Merkezi De÷iúimi örne÷i
Bir di÷er kalite kontrol istasyonlardaki antenlerin çevresinde olabilecek muhtemel Multipath
ve engellerin var olup olmadÕ÷ÕnÕn araútÕrÕlmasÕdÕr. Bu amaçla, faz düzeltme bilgilerinin yanÕ sÕra tüm
istasyonlarÕn 24 saatlik uydu görünürlük grafikleri (skyplots) de incelenmiútir. Örnek bir uydu
görünürlük grafi÷i ùekil-11’de verilmiútir.
ùekil 11: AydÕn istasyonunun 2009, 102’nci gününe ait 24 saatlik uydu görünürlük grafi÷i.
SarÕ: Pozitif düzeltmeler, Yeúil: Negatif düzeltmeler: KÕrmÕzÕ Çizgi:Ölçek (10 mm.)
ùekil-12’da görülece÷i üzere, AydÕn Meteoroloji Müdürlü÷ündeki TUSAGA-Aktif istasyonu
uydu görünürlük grafi÷i bir miktar gürültü içermektedir. Nokta koordinatÕnÕn belirlenmesine etkisinin
olmadÕ÷Õ tespit edilen söz konusu gürültünün tek bir güne özgü bir davranÕú mÕ, yoksa sürekli bir olgu
mu oldu÷unu tespit etmek amacÕyla örnek olarak 6 günlük uydu görünürlükleri incelenmiútir.
ønceleme neticesinde istasyondaki mevcut gürültünün sürekli bir karakterde oldu÷u görülmüútür.
36
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
101.gün
104.gün
102.gün
105.gün
103.gün
106.gün
ùekil 12: AydÕn istasyonunun 2009, 101-106’ncÕ günlere ait uydu görünürlük grafikleri
Uydu görünürlük grafiklerinden, benzer úekilde, istasyonlarda uydu sinyallerini kesen herhangi bir
engelin olup olmadÕ÷Õ da araútÕrÕlmÕútÕr. Tüm istasyonlar arasÕnda yalnÕzca birkaç noktada
topo÷rafyaya ba÷lÕ olarak az miktarda engelin mevcut oldu÷u görülmüútür. ùekil-13’da Çatak Tapu
Sicil Müdürlü÷ü istasyonunda tespit edilen engel durumu görülmektedir.
Co÷rafi
ùekil-13: Çatak Tapu Sicil Müdürlü÷ü istasyonunda tespit edilen engel durumu
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
37
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Sabit istasyonlarÕn sayÕsÕ oldukça fazla oldu÷undan tümünü aynÕ anda de÷erlendirmek bilgisayar yükü
açÕsÕndan mümkün de÷ildir. Bu nedenle istasyonlar, 40-50 istasyona sahip beú gurup halinde
de÷erlendirmeye alÕnmaktadÕrlar. Gruplar arasÕndaki ba÷lantÕnÕn sa÷lanabilmesi maksadÕyla Türkiye
ve çevresindeki 10 istasyon tüm gruplarda ortak olarak çözümlere girmektedir. Söz konusu
gruplandÕrma stratejisi, tüm dünyadaki IGS istasyonlarÕ verilerinin de÷erlendirilmesi maksadÕyla
SOPAC tarafÕndan da uygulanmaktadÕr. De÷erlendirmeye gruplar halinde alÕnan sabit istasyonlar
ùekil-14’de, SOPAC tarafÕndan yapÕlan gruplandÕrma ise ùekil-15’de verilmektedir.
TUSAGA
2’nci Grup TUSAGA-Aktif
1’nci Grup TUSAGA-Aktif
3’nci Grup TUSAGA-Aktif
4’nci Grup TUSAGA-Aktif
ùekil-14: De÷erlendirmeye gruplar halinde alÕnan sabit istasyonlar
38
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Birinci Grup (higs1a)
økinci Grup (higs2a)
Üçüncü Grup (higs3a)
Dördüncü Grup (higs4a)
Beúinci Grup (higs5a)
ùekil-15: SOPAC tarafÕndan uygulanan GruplandÕrma Stratejisi
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
39
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
Verilerin de÷erlendirilmesinde kullanÕlan GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕndaki genel iú akÕúÕ ùekil16’da verilmiútir.
Yer dönme
parametreleri
Bulletin B
østasyon verileri
(günlük)
IGS Hassas (final)
yörünge bilgisi
TUSAGA
TUSAGA-Aktif
Global Çözüm
dosyalarÕ:
higs1a.*
higs2a*
higs3a*
Çözüm
dosyalarÕ:
higs4a*
htusaa.*
higs5a.*
AylÕk birleútirmeler
htus1a.*
GAMIT
IGS
htus2a.*
htus3a.*
htus4a.*
Koordinat ve
HÕzlar
(ITRF2005)
GLRED
GLOBK
GLRED
• Zaman Serileri
GLOBK
• Zaman Serileri
Kaba Hata var ise
Kaba Hata var ise
GLORG
HÕzlar
(EUREF)
ùekil-16: GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕnda veri de÷erlendirme iú akÕúÕ
Veri de÷erlendirmesi sonucunda ortaya çÕkan, her bir istasyondaki alÕcÕ ile uydular arasÕndaki
mesafe gözlemlerine gelen düzeltme miktarlarÕna (one-way phase residuals) ait karesel ortalama hata
de÷erleri, söz konusu gözlemlerin kalitesi hakkÕnda bizlere önemli bilgi vermektedir. YaklaúÕk 8-10
mm.lik bir RMS ortalama de÷eri normal olarak kabul edilmektedir. Yüksek RMS de÷erleri (>15 mm.)
ise istasyon çevresinde yo÷un Multipath varlÕ÷Õna veya alÕcÕnÕn uydu izlemesinden kaynaklanan bir
problem oldu÷una iúarettir. De÷erlendirmeye alÕnan tüm istasyonlarÕn karesel ortalama hata
istatistikleri ve histogramÕ ùekil 17’de verilmiútir (örnek olarak seçilen bir güne ait). Söz konusu
de÷erler incelendi÷inde TUSAGA-Aktif istasyonlarÕnda herhangi bir Multipath sorunu
görülmemektedir.
50
: 159
: 4.2 mm.
: 13.3 mm.
: 8.4 mm.
: 8.2 mm.
: 1.4 mm.
40
30
Istasyon
østasyon SayÕsÕ
RMS (En Küçük)
RMS (En Büyük)
RMS (Ortalama)
Medyan
Standart Sapma
20
10
0
14
4
5
6
7
8
9
RMS
10
11
12
13
14
12
10
8
6
4
C
N
T
A
R
0
C
2
ùekil-17: Karesel ortalama hata istatistikleri ve histogram
40
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
5.
5.1
REFERANS SøSTEMø TANIMLANMASI, NOKTA HIZLARININ BELøRLENMESø
Stabilizasyon KavramÕ
GAMIT yazÕlÕmÕ ile elde edilen gevúek kÕsÕtlÕ çözüm dosyalarÕnÕn istenen bir datumda
tanÕmlanmasÕna; referans sistemi tanÕmlama ya da GAMIT/GLOBK yazÕlÕmÕnda alÕúÕlageldi÷i biçimde
“stabilizasyon” denmektedir. Stabilizasyon birkaç úekilde yapÕlabilmektedir;
5.2
Global Stabilizasyon
Referans sistemi tanÕmlamada en genel yaklaúÕmdÕr. Bu yöntemde, SOPAC analiz
merkezlerince analizi tamamlanmÕú, dünyadaki tüm IGS istasyonlarÕnÕ içeren global nokta
koordinatlarÕ, yörünge parametreleri ve varyans-kovaryans matrislerini içeren günlük global
dengeleme sonuç dosyasÕ beú parça dosya halinde yine SOPAC Internet arúivinden
(ftp://garner.ucsd.edu/pub/hfiles/yyyy/ggg/higs1a.yyggg.Z, higs2a.yyggg.Z ve higs3a.yyggg.Z,
…) alÕnarak, analizi yapÕlan lokal/bölgesel (TUSAGA ve TUSAGA-Aktif gibi) sonuç dosyalarÕ ile
günlük bazda do÷rudan birleútirilerek topluca de÷erlendirilir.
SOPAC Internet arúivinde, çok sayÕda bölgesel ve global GPS a÷larÕna ait çözüm dosyalarÕ
mevcuttur. Bölgesel olanlardan bazÕlarÕ úunlardÕr; ABD’nin batÕsÕnda yer alan NET1, NET2,.., NET7,
PAN1, BAN1,2, Bay Bölgesi Deformasyon A÷Õ (BARD), Alaska Deformasyon A÷Õ (AKDA), yine
ABD’ de bulunan Sürekli øúletilen Referans østasyonlarÕ A÷Õ (CORS), Avrupa’yÕ içine alan EURA a÷Õ,
do÷u Akdeniz ve Karadeniz’i içine alan ve aynÕ zamanda Türkiye’den TUBI, TRAB ve ISTA
noktalarÕnÕn da içinde yer aldÕ÷Õ EMED a÷larÕdÕr. Global nitelikte olan a÷lar ise IGS1, IGS2,...,
IGS5’dir. Türkiye’deki ANKR noktasÕ IGS1’in, MERS, ISTA noktalarÕ ise IGS4’in içinde yer
almaktadÕr.
Yer dönme parametre bilgileri global sonuç dosyalarÕ içinde mevcut oldu÷undan,
stabilizasyonda bu parametreler için apriori olarak verilen tablo de÷erleri kullanÕlarak gevúek koúul
uygulanÕr. Kutup hareketi ve UT1 parametreleri için konumda 100 mas (derece saniyesinin bindesi),
hÕzlarÕ için de 10 mas/gün koúul verilmesi yeterli olmaktadÕr. AynÕ úekilde, uydu yörünge bilgileri yine
global sonuç dosyalarÕn içinde mevcut oldu÷undan gevúek öncül koúullar uygulanmaktadÕr. Uydu
konumlarÕ için 100’er metre, hÕzlarÕ için de 10 mm/saniye koúul yeterli olmaktadÕr. GPS’ den elde
edilen düúey koordinatlar, yatay koordinatlara göre çok düúük duyarlÕkta oldu÷undan, stabilizasyonda
a÷ÕrlÕklarÕ 1/100 oranÕnda düúürülerek kullanÕlmaktadÕr.
Stabilizasyonu gerçekleútirebilmek için uzun yÕllar aktif olarak iúletilen ve “core” olarak
adlandÕrÕlan sürekli GPS istasyonlarÕ verilerinden faydalanÕlÕr. GLOBK yazÕlÕmÕnda standart olarak
kullanÕlan ve kullanÕlmasÕ önerilen istasyon listesi ùekil-17’de gösterilmektedir. Stabilizasyon, analizi
gerçekleútirilen lokal/bölgesel istasyonlar ile global istasyon listesinde mevcut olan ortak noktalarÕn
yardÕmÕyla iki koordinat sistemi arasÕnda koordinat dönüúümü uygulanarak gerçekleútirilir. Dönüúüm
için öncelikle 3 dönüklük, 3 öteleme ve 1 ölçek olmak üzere 7 dönüúüm parametresi hesaplanÕr (ùekil18). Koordinat dönüúümü için en az 3 noktaya ihtiyaç varken ortak nokta sayÕsÕnÕn daha fazla olmasÕ
stabilizasyonun kalitesini ve güvenirli÷ini arttÕrmaktadÕr. Global stabilizasyonun güvenilir olarak
kabul edilebilmesi için 2-3 mm karesel ortalama hata de÷erine sahip olmasÕ gerekmektedir. Koordinat
dönüúümü sÕrasÕnda uyuúumsuz olarak elde edilen sürekli GPS noktalarÕ, yazÕlÕm tarafÕndan söz
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
41
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
konusu
gün
için
stabilizasyondan
otomatik
olarak
çÕkarÕlmaktadÕr.
ùekil-18: Global stabilizasyonda kullanÕlan istasyonlar ve bu istasyonlar kullanÕlarak yapÕlan koordinat
dönüúümü parametreleri
5.3.
Bölgesel Stabilizasyon
Lokal/bölgesel günlük çözümleri global stabilizasyondaki gibi global sonuç dosyalarÕ ile
birleútirmek yerine belli bir bölgedeki sÕnÕrlÕ sayÕda global noktadan yararla dönüúüm parametreleri
hesaplayarak referans sistemi tanÕmlamak mümkündür. Bu yöntemde, uydu yörünge do÷rulu÷u 5 cm
mertebesinde oldu÷undan uydu konumlarÕna 5 cm, yörüngedeki hÕzlarÕna ise 5 mm/saniye öncül koúul
verilmesi yeterli olmaktadÕr. Yer dönme parametreleri global stabilizasyondaki gibi global sonuç
dosyalarÕndan alÕnmadÕ÷Õ için sÕkÕ koúul getirilmelidir. Kutup hareketi ve UT1 parametrelerine
konumda 0.25 mas, hÕzlarÕna da 0.001 mas/gün koúul verilmesi yeterli olmaktadÕr.
Burada dikkat edilmesi gereken en önemli nokta çalÕúma alanÕnÕn co÷rafi olarak büyüklü÷üdür.
Türkiye’de gerçekleútirilen GPS kampanyalarÕ bölgesel GPS kampanya ölçüleri olarak
de÷erlendirilebilir.
5.4 Yörünge, Yer Dönme Parametreleri ve Bir veya Daha Fazla østasyonun ITRF De÷erini
Kullanarak Gerçekleútirilen Stabilizasyon
De÷erlendirilecek alan küçük ise uygulanan bu yöntem, yörünge, yer dönme parametreleri ve
güncel ITRF çözümünde yer almÕú bir veya daha fazla istasyonun konum de÷erlerine öncül sÕkÕ
(zorlamalÕ) koúul vermek olarak özetlenebilir. Bu yöntemde, referans sistemi, IGS yörünge ve IERS
yer dönme parametreleri tarafÕndan sa÷lanmÕú olmaktadÕr. Di÷er yöntemlerde oldu÷u gibi öncelikle
tüm istasyon konumlarÕ için 10-20 cm mertebesinde öncül koúul bu yöntemde de verilmektedir. Ancak
seçilen bir veya daha fazla istasyon için örne÷in 1 mm sÕkÕ koúul tanÕmlanÕr. AynÕ úekilde, uydu
yörüngesi, kutup hareketi ve UT1 bileúenlerine de sÕkÕ koúullar verilmektedir.
Yöntem, istenilen istasyonun stabilizasyondaki a÷ÕrlÕ÷ÕnÕn istenilen miktarda de÷iútirilebilmesi
avantajÕnÕn yanÕnda herhangi bir istasyonda mevcut olan bir hatanÕn di÷er tüm istasyonlarÕ do÷rudan
etkilemesi ve böylece stabilizasyonu kötüleútirmesi dezavantajÕna sahiptir. Bu nedenle, çok sayÕda
istasyona sÕkÕ koúul vererek stabilizasyon yapmak yerine bölgesel veya global stabilizasyon
yöntemleri a÷Õn iç duyarlÕ÷ÕnÕn korunmasÕ yönünden tercih edilmektedir.
TUSAGA-Aktif verilerinin referans sistemi belirlenmesinde global stabilizasyon yöntemi
kullanÕlmaktadÕr. Müteakiben koordinat zaman serileri oluúturularak nokta tekrarlÕlÕklarÕ
incelenmektedir. ùekil-19’da, Referans sistemi tanÕmlamada kullanÕlan istasyon (IGS) sayÕlarÕ örnek
bir yÕla ait gün bazÕnda verilmiútir. ùekil incelendi÷inde oldukça fazla sayÕda IGS istasyonunun
stabilizasyonda kullanÕlabildi÷i görülmektedir.
42
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
23 45 67 89 111 133 155 177 199 221 243 265 287 309 331 353
gün
ùekil-19: Referans sistemi tanÕmlamada kullanÕlan istasyon (IGS) sayÕlarÕ
Gerçekleútirilen stabilizasyonun güvenilir olarak kabul edilebilmesi için 2-3 mm karesel
ortalama hata de÷erine sahip olmasÕ, özellikle 5 mm.’den fazla bir rms de÷erinin olmamasÕ beklenir.
ùekil-18’de verilen günlere ait stabilizasyonlarÕn sonucunda hesaplanan karesel ortalama hata
de÷erleri ùekil-20’de sunulmuútur. Söz konusu rms de÷erlerinin istatistik olarak ortalama 3.3 mm +0.4 mm.lik de÷ere sahip oldu÷u tespit edilmiútir.
6
5
4
3
2
1
0
1
22 43 64 85 106 127 148 169 190 211 232 253 274 295 316 337 358
ùekil-20: Referans sistemi tanÕmlama neticesinde elde edilen karesel ortalama hata
de÷erleri (mm.)
Günlük de÷erlendirme neticesinde üretilen koordinat zaman serileri her bir istasyon için
incelenmekte ve plaka hareketleri ve yerkabu÷u deformasyonlarÕ da dahil olmak üzere istasyonlarda
meydana gelen konum de÷iúiklikleri günlük olarak izlenmektedir. Kaba hatalar ayÕklandÕktan sonra
nokta hÕzlarÕnÕn hesaplanmasÕ için gevúek kÕsÕtlÕ olarak aylÕk bazda birleútirme yapÕlmaktadÕr. ùekil21’de AdÕyaman (ADIY) istasyonuna ait örnek koordinat zaman serisi günlük ve aylÕk olarak
görülmektedir.
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
43
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
(a) günlük
(b) aylÕk
ùekil-21: AdÕyaman (ADIY) istasyonuna ait örnek koordinat zaman serisi (a) günlük, (b) aylÕk)
6. NOKTA HIZLARININ BELøRLENMESø
TUSAGA-Aktif istasyonlarÕna ait aylÕk birleútirilmiú ölçüler ile GLOBK modülü ile ITRF ve
Avrasya sabit sistemlerinde nokta hÕzlarÕ hesaplanmaktÕr (ùekil 22 ve ùekil-23).
ùekil-22: Nokta HÕzlarÕ (ITRF)
44
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
ùekil-23: Nokta HÕzlarÕ (Avrasya Sabit)
TUSAGA-Aktif istasyonlarÕ verileri henüz do÷ru bir hÕz tahmini için yeterli sayÕda de÷ildir.
ùekil-24’de görülece÷i üzere güvenilir bir hÕz tahmini için en az 2 yÕllÕk bir verinin mevcut olmasÕ
gereklidir. Bu nedenle, ùekil-5,6’da görülen hÕzlarÕn noktalara ait verinin artmasÕyla daha do÷ru
belirlenece÷i de÷erlendirilmektedir.
10
12
10
8
8
MATE
6
ONSA
WTZR
4
WTZR
4
GRAZ
GRAZ
2
2
VILL
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
5
0
ANKR
6
ANKR
0.5
ISTA
1
1.5
2
2.5
3
3.5
-2
AKHI
-4
VILL
TRAB
TRAB
0
-2
MATE
6
ONSA
4
5
6
ISTA
AKHI
-4
-6
-6
-8
Kuzey Bileúen:
Do÷u Bileúen:
20
15
10
MATE
ONSA
5
WTZR
GRAZ
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
5
-5
6
VILL
TRAB
ANKR
-10
ISTA
AKHI
-15
-20
-25
Yükseklik Bileúeni:
ùekil-24: NoktalarÕn yÕllara göre hÕz tahmini de÷iúimleri
6.
TUSAGA-AKTøF VERøLERøNøN TEST EDøLMESø
TUSAGA-Aktif projesi kapsamÕnda oluúturulan sistemin arazide kontrol ve testi maksadÕyla
TKGM ve HGK personeli tarafÕndan iki grup halinde arazi ölçümleri planlanmÕútÕr. Birinci grup
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
45
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
ölçümler 05-31 MayÕs 2009 tarihlerinde yapÕlmÕú olup, ikinci grup ölçümler halihazÕrda tamamlanmak
üzeredir.
Söz konusu birinci grup ölçümlerinde 82 adet TUSAGA-Aktif istasyonu donanÕm kontrolü
yapÕlmÕú, 155 adet Türkiye Ulusal Temel GPS A÷Õ (TUTGA) noktasÕ, koordinatlarÕ hassas olarak
bilinen 53 adet C1 dereceli ve 17 adet C2 dereceli nokta ile kÕrsal arazide ve yerleúim yerlerinde
seçilen 96 adet noktada da TUSAGA-Aktif sisteminden elde edilen düzeltme bilgilerinden
faydalanarak, GNSS gözlemleri yapÕlmÕútÕr (ùekil-25).
ùekil-25: Birinci grup test ölçümleri bölgesi (KÕrmÕzÕ bölge: TKGM, SarÕ Bölge: HGK
personelince yapÕlmÕútÕr.)
7. SONUÇ
Test ölçümlerinde TUSAGA-Aktif kontrol merkezinden Gerçek ZamanlÕ Kinematik (GZK)
Düzeltme bilgilerinin alÕnabilmesi için herhangi bir GSM operatörünün ölçüm yapÕlan yerde aktif
olmasÕnÕn yeterli oldu÷u, dolayÕsÕyla ölçümlerin tüm GSM operatörleri kullanÕlarak yapÕlabildi÷i
do÷rulanmÕútÕr.
TUTGA noktalarÕnda gerçekleútirilen GZK ölçümleri sonucu, ölçüm yapan alÕcÕlarÕn hassas
konumlama elde etme süresinin (kontrol merkezine ba÷lanmasÕ: fixlenme) ilk baúlangÕçta ortalama 15
saniye oldu÷u, kontrol merkezi ba÷lantÕsÕnÕn kesilmedi÷i sürece aynÕ bölgede yapÕlan di÷er ölçüler
için ise herhangi bir gecikme olmadÕ÷Õ görülmüútür. Ancak bazÕ ölçümlerde GSM hatlarÕnÕn neden
oldu÷u de÷erlendirilen 30 saniye ile 1 dakika arasÕnda ilk ba÷lantÕ gecikmeleri oldu÷u tespit edilmiútir.
Ölçümlerde, kontrol merkezine ba÷lanmayÕ müteakiben hassas koordinat belirlenmesi sÕrasÕndaki
bekleme süresinin ölçüm hassasiyetine bir etkisinin olmadÕ÷Õ görülmüútür.
TUTGA noktalarÕnda yapÕlan TUSAGA-Aktif ölçümleri neticesinde elde edilen koordinat
farklarÕ ile istatistikler ùekil-26 ve Tablo-4’de verilmiútir.
46
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
15
10
10
5
5
0
1
0
-5
-5
1
-10
-10
-15
-15
-20
-20
Kuzey bileúen
Do÷u bileúen
25
20
15
10
5
0
-5 1
-10
-15
-20
-25
Yükseklik bileúeni
ùekil-26: TUTGA noktalarÕnda yapÕlan TUSAGA-Aktif ölçümleri ile TUTGA koordinat farklarÕ
(birim: mm.)
Tablo 4: TUTGA – TUSAGA-Aktif koordinat farklarÕ istatisti÷i:
KUZEY
DOöU
YÜK.
(cm)
(cm)
(cm)
Ölçü SayÕsÕ
408
408
408
En Büyük Fark
16.8
18.0
22.2
En Küçük Fark
0.1
0.1
0.1
Ortalama
1.6
2.2
7.6
Standart Sapma
2.1
2.9
8.8
8. KAYNAKLAR
Eren, K, Uzel T., Gülal, E., YÕldÕrÕm, Ö., Cingöz, A., Results from a Comprehensive GNSS Test in
the CORS-TR Network, Case Study, Journal of Surveying and Engineering, February, 2009.
TUSAGA-Aktif Sistemi Bilgilendirme DökümanÕ, 2008, Ankara
Bar-Sever, Y., (1996) A new model for GPS yaw attitude, J. Geod., 70, 714–723.
Beutler, G., E. Brockmann, W. Gurtner, U. Hugentobler, L. Mervart, and M.
Rothacher, (1994) Extended orbit modeling techniques at the CODE Processing Center of
the International GPS Service for Geodynamics (IGS): theory and initial results, Man, Geod.,
19, 367–386, 1994b.
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
47
TMMOB
HARİTA VE KADASTRO MÜHENDİSLERİ ODASI
IERS Conventions (2003). Dennis D. McCarthy and Gérard Petit. (IERS Technical Note ;
32) Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, 2004. 127
pp., paperback, ISBN 3-89888-884-3 (print version)
Saastamoinen, J.,(1972) Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in
radio ranging of satellites, in The Use of Artificial Satellites for Geodesy, Geophys. Monogr
Ser., Vol. 15, edited by S.W. Henriksen et al., pp. 247-251, American Geophysical Union,
Washington, D.C., 1972.
T. A. Herring, R. W. King, S. C. McClusky (2009) GAMIT Reference Manual, Release
10.3, Mass. Inst. of Technology, Cambridge, Boston.
Tregoning, P. and T. van Dam, (2005) Atmospheric pressure loading corrections applied to
GPS data at the observation level
Geophys. Res. Lett., 32, L22310,
doi:10.1029/2005GL024104, 2005.
Wessel, P., and W. H. F. Smith, (1998) New, improved version of the Generic Mapping
Tools Released, EOS Trans. AGU, 79, 579
48
4. ULUSAL MÜHENDİSLİK ÖLÇMELERİ SEMPOZYUMU
14-16 Ekim 2009 / KTÜ - TRABZON
Download

25 TUSAGA-AKTİF (CORS TR)