GPS

Tarihi

GPS sistemi ilk askeri gereksinimler için tasarlanmıştı. Tasarımı kısmen 1940'lı yılların başlarında geliştirilen, İkinci Dünya Savaşı sırasında kullanılan ve daha sonra da uzun süre kullanılmış o dönem için bir çözüm olan LORAN (LORAN - Long Range Navigation) ve Decca Gezgini gibi benzer yer tabanlı radyo-seyir sistemlerine dayanmaktadır. GPS'in ilk kullanımı İkinci Dünya Savaşı'nın hemen sonrasına dayanır. Sistem, sinyal alıcıları ile yön bulmakta, askeri planlarda ve konum hesaplamalarında ve güdümlü roketlerin kontrolünde kullanılmak üzere tasarlanmıştı. GPS sistemi, ancak 1980'lerde sivil kullanıma açılmıştır.

Geliştirme

1960'larda, paralelindeki gelişmelerle; Transit, Timation, 621B kodlu proje ve SECOR gibi bir dizi çoklu hizmet programından en iyi teknolojileri sentezleyerek üstün bir sistem geliştirilebileceği anlaşıldı.
1973 yılında hafta sonu, İşçi Bayramı boyunca, Pentagon'daki yaklaşık 12 askeri yetkili tarafından Savunma Navigasyon Uydu Sistemi (DNSS) konusunu işleyen bir dizi toplantı kararı alındı. Bu toplantıda, "GPS sisteminin oluşturulması yolunda gerçek bir sentez" yapılmıştır. Daha sonra O yıl, DNSS programı, Navstar veya Navigation System Using Timing and Ranging (Zamanlama Kullanımı ve Menzilleme Navigasyon Sistemi) adını almıştır. Navstar ile ilişkili olan özgün uyduların adı (önceki Transit ve Timation adlandırmaları gibi), Navstar uydu takımını tanımlamak için daha kapsamlı bir tam ad olarak Navstar-GPS şeklinde ve daha sonra da sadece kısaltılmış biçimde GPS olarak söylenegelmiştir.
Kore Hava Yolları'na ait 007 uçuş numararalı, 269 kişi taşıyan bir Boeing 747, Sovyetler Birliği'nin yasak hava sahası içine sapması sonrasında Sahalin ve Moneron Adaları dolaylarında 1983 yılında düşürülmüştü. ABD Başkanı Reagan, yeterli derecede geliştirilmiş olan, GPS sisteminin sivilde, serbest bir şekilde kullanılabilir olması için bir yönerge yayınlattı. İlk uydu 1989 yılında fırlatıldı ve 24. uydu 1994 yılında fırlatıldı. Roger L. Easton GPS birincil mucidi olarak yaygın bir şekilde yansıtılır.
Başlangıçta en yüksek kalitede sinyal, askeri kullanım için ayrılmıştı ve sivil kullanıma hazır olacak olan sinyal bilerek bozulmuş oldu (Selective Availability). Bu, seçici durumun kapatılabilir olması için 100 metreden (330 ft) 20 metreye (66 ft) sivil GPS sinyallerinin hassas iyileştirilmesi, Başkan Bill Clinton'ın siparişi ile 1 Mayıs 2000'de gece yarısı değişti. 2000 yılında seçici durumu kapatmak için 1996 yılında imzalanan talimat ABD Savunma Bakanı William Perry tarafından önerilmişti; çünkü diferansiyel GPS hizmetlerinin yaygın büyümesi için sivil doğruluğunu geliştirmek ve ABD askeri kazanımlarını ortadan kaldırmak gerekmekteydi. Dahası ABD ordusunun etkin bölgesel düzeyde muhtemel düşmanları için GPS hizmetini kullanımı bırakmayı destekleyebilecek teknolojileri gelişiyordu.
2000'li yıllarda ABD, GPS hizmetinde sivil kullanım için yeni sinyaller ve tüm kullanıcılar için artan doğruluk ve bütünlük de dahil olmak üzere, mevcut GPS donanımları ile tamamının uyumluluğunu korurken, çeşitli iyileştirmeleri uygulamaya geçirmiştir. Sistemin yenileştirmeleri şimdi, artan askeri, sivil ve ticari ihtiyaçları karşılamak, dolayısıyla yeni yetenekleri ile Küresel Konumlama Sistemini yükseltmek için devam eden bir girişim haline gelmiştir. Program GPS Blok III ve Yeni Nesil Operasyonel Kontrol Sistemi (OCX) dahil olmak üzere uydu satın almalar gibi bir dizi girişim şekliyle uygulanmaktadır. ABD Hükümeti GPS sisteminin verimini ve doğruluğunu arttırmak için uzay ve yer bölümlerini geliştirmeye devam etmektedir.
GPS, ABD Hükümeti'nin sahip olduğu ve işlettiği ulusal bir kaynaktır. Savunma Bakanlığı (DoD) GPS resmi temsilcisi olmaktadır. Kurumlararası GPS İcra Kurulu (IGEB - Interagency GPS Executive Board) 1996 ile 2004 yılları arası GPS politikalarını yönetti. Daha sonra 2004 yılında bu Uzay-Tabanlı Konumlandırma, Seyir ve Zamanlama Ulusal Yürütme Kurulu (Navigation and Timing Executive Committee), GPS ve ilişkin sistemler ile ilgili konularda federal daireler ve kurumlara danışmanlık hizmeti vermek ve onları yönlendirmek için yönerge ile kurulmuştur. İcra kuruluna savunma ve ulaşım vekil sekreterleri ortaklaşa başkanlık etmektedir. Üyeleri eşdeğer düzeyde, devlet ve ticaret bakanlıklarından yetkililer ve ülke güvenliği kadrolarının ortak şefleri ve NASA'dan dır. İcra kurulunun bileşenleri, yürütme ofisinin gözlemcileri ve irtibatlı olarak katılan FCC (Federal İletişim Kurulu) başkanıdır.
Savunma Bakanlığı (DoD), "Standart Konumlama Servisi"ni korumak için yasa gereği (federal radyoseyrüsefer planı ve standart konumlama hizmeti sinyal şartnamesinde tanımlandığı gibi) var olacaktır. GPS sisteminin dünya çapında sürekli geçerli halde olması; "ve" onu haksız yere bozan ya da sekteye uğratıcı sivil bir kullanım olmadan, onun güçlendirilmesine dair düşmanca kullanımları ortadan kaldırmak için önlemler geliştirecektir.

Yapısı

Geçerli GPS üç ana parçadan oluşur. Bunlar, uzay bölümü (SS - space segment), kontrol bölümü (CS - control segment) ve bir kullanıcı bölümüdür (US - user segment). ABD Hava Kuvvetleri, uzay ve kontrol bölümlerini çalıştırır, geliştirir  ve korur. GPS uyduları uzayda gönderilen sinyallerin yayını gerçekleştirir ve her GPS alıcısı kendi üç boyutlu konumunu (enlem, boylam ve yükseklik) ve anlık zamanı hesaplamak için bu sinyalleri kullanır.
Uzay bölümü orta Dünya yörüngesinde 24 ile 32 uydudan oluşan ve aynı zamanda yörüngeye bunları başlatmak için gerekli arttırıcı yükü ile adaptörleri içerir. Kontrol bölümü bir ana yönleme istasyonu, başka bir ana yönleme istasyonuna ve adanmış ve ortak zemin antenleri ve görüntüleme istasyonlarının bir dizisinden oluşur. Kullanıcı kesimi ise Standart Konumlama Hizmeti sivil, ticari ve bilimsel kullanıcılar (GPS cihazlarına bakınız) ABD'nin yüz binlerce güvenli GPS Hassas Konumlandırma Hizmetini alan müttefik askeri kullanıcıları ve sivil milyonlarca kullanıcısından oluşur.

Kontrol Bölümü

Adından da anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır (Hawaii, Kwajalein, Colorado Springs (ana merkez), Ascension adası ve Diego Garcia). Bunlardan dördü insansız, biri insanlı ana kontrol merkezidir. İnsansız kontrol merkezleri, topladıkları bilgileri ana merkeze yollarlar. Ana merkezde bu bilgiler değerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir.

Uygulama alanları

Aslında askeri bir proje iken, GPS'nin, önemli askeri ve sivil uygulamaları vardır, yani bir çift kullanımlı teknoloji olarak kabul edilir.
GPS ticaret, bilimsel kullanım, izleme ve gözetim için yaygın olarak dağıtılan ve kullanışlı olan bir araç haline gelmiştir. GPS doğru bir zaman kesinliğinde iyi eşitlenmede el-dışı anahtarlama vererek bankacılık, cep telefonu işlemleri ve enerji ağları hatta kontrolü gibi günlük etkinlikleri kolaylaştırır.

Sivil kullanım kısıtlamaları

ABD Hükümeti, bazı sivil alıcıları ihracatını kontrol eder. Örneğin insansız hava araçları gibi bir kullanım için değiştirilmiş (18 kilometre (11 mil) yükseklikte ve 515 saniye (1,001 kn) ortalama metre) veya tasarlanan yukarıdaki işleyen yeteneğine sahip tüm GPS alıcıları, balistik veya seyir füze sistemleri Dışişleri Bakanlığı ihracat lisanslarına bağlı olduğu için mühimmat (silah) olarak sınıflandırılır.
Bir kural olarak yalnızca L1 frekansı ve C / A (Kaba/Edinim) kodu almak tamamen sivil birimler için geçerlidir.
Bu sınırların üzerinde devre dışı bırakma işlemi cephane olarak sınıflandırmadan dolayı alıcıyı muaf tutar. Satıcı yorumlanması farklıdır. Bu kural hedef yükseklikte ve hızda çalışması anlamına gelir ancak bazı alıcılar çalışmaya devam eder. Bu düzenli olarak 30 kilometreye ulaşması, bazı amatör radyo balon duyurularıyla beraber sorunlara sebep olmuştur. Bu sınırlar, yalnızca ABD ihraç birimlerine uygulamaktadır, açıkça ITAR-özgür olarak satılan diğer ülkeler tarafından sağlanan GPS birimleri de dahil olmak üzere çeşitli bileşenlerin, büyüyen bir ticareti vardır.