GPS verici ve alıcısı sinyal simülasyonu
GPS transmitter and receiver signal simulation
Yazar: AHMET ESAT SÜZER
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN OKTAL
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation

Özet:
1990'lı yılların başından itibaren popüler olmaya başlayan uydu sistemleri günümüzde hem sivil, hem askeri birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Önceleri sadece askeri amaçlı kullanılan uydu temelli seyrüsefer sistemleri, zaman içerisinde sivil kullanıma da açılmış, tüm ulaşım araçlarında küresel boyutta konum belirleme amaçlı seyrüsefer yardımcısı olarak kullanılmaya başlamıştır. Farklı ülkeler tarafından geliştirilmiş uydu temelli Küresel Konum Belirleme sistemlerinden birisi de ABD tarafından geliştirilen GPS (Global Positioning System)'tir. Başlangıçta 21 operasyonel 3 yedek toplam 24 uydu ile hizmet vermesi planlanan sistem, şimdilerde toplam 31 operasyonel uydu ile kullanıcılarına hizmet vermektedir. Günümüzde GPS uyduları, mevcut L1 (1575,42 MHz) ve L2 (1227,60 MHz) frekansına ilave olarak L5 (1176,45 MHz) frekansının da eklenmesi ile toplam üç farklı frekanstan yayın yapmaktadır. Bu çalışmanın amacı, GPS L1 sinyalinin simülasyonu ve kullanıcı arayüzü tasarımının gerçekleştirilmesidir. Bu doğrultuda öncelikle kullanıcı tarafından seçilen dört uyduda L1 sinyali üretilmiş ve daha sonra üretilen sinyallere ortam gürültüsü eklenerek alıcıya ulaşması sağlanmıştır. Alıcı düzeyinde gelen sinyallerin demodülasyon işlemi sonucunda kullanıcı için son derece önemli bilgiler içeren seyrüsefer mesajı elde edilmiştir. Simülasyonda kullanılan sinyal işleme teknikleri, MATLAB (Matrix Laboratory) R2015b programlama dili aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise alıcının gelen sinyallerden elde ettiği sonuçlar ve konum bilgilerinin sunulabilmesi amacıyla MATLAB-GUI (Graphical User Interface) kullanılarak bir arayüz tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın uygulama aşamasında, geliştirilen arayüz ile kullanıcının hesaplanan ve gerçek konumunun harita üzerinde gösterilme imkânı sunulmuştur. Ayrıca tasarlanan arayüz ile, uydu sinyalinin üretiminden alıcıda seyrüsefer mesajının elde edilmesine kadar gerçekleşen işlemler sonucu oluşan sinyal çıktıları incelenebilmektedir.

Abstract:
Nowadays, satellite systems that has started to be popular since early 1990s, are used in many military and civil applications. At the beginning, although the satellite-based navigation systems were used for only military purposes, they were opened up civil use over time and have begun to be used as navigation aids for all means of transport. One of the global positioning determination system developed by different countries is GPS (Global Positioning System) developed by USA. The system planned to service with 24 satellites, which was 21 operational and 3 spare, currently services to users with 31 operational satellites. Nowadays, GPS satellites broadcast in theree different frequencies along with L5 (1176,45 MHz) frequency added to the existing L1 (1575,42 MHz) and L2 (1227,60 MHz) frequencies. The aim of this study is to simulate GPS L1 signal and to design the user interface. In this framework, first of all, L1 signals are generated in four satellites selected by the user then these signals are reached to the receiver by interfering with the noise. In receiver stage after the coming signals are demodulated, navigation message including so important informations for the users is obtained. Signal processing techniques used in the simulation are implemented by means of MATLAB (Matrix Laboratory) R2015b. An interface is designed by using MATLAB-GUI (Graphical User Interface) to display the results and position informations which the receiver obtains from the coming signals. Application stage of the study enables to show the calculated and real receiver positions on the map using designed interface. Also via the interface it is possible to analyse signal outputs of process that occur from generation of satellite signal to navigation message obtained in the receiver.