GPS kullanıcısının pozisyon, hız ve yönünün hassas şekilde belirlenmesi
High precision identification of GPS user's position, velocity and direction
Yazar: EGEMEN BELGE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ YILDIZ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yön bulmanın tarihi, insanlık tarihi kadar eskidir. İlk zamanlardan bu yana insanoğlu, "neredeyim?" ve "nereye gidiyorum?" sorularının cevabını aramıştır. İnsanoğlu, bugüne kadar geliştirdiği sistemlerin tamamında sorunlarla karşılaşmıştır. Örneğin, ilk insanlar, yaşadıkları yerden uzağa giderken, geldikleri yolu bulabilmek için taş koyarak işaretlemişlerdir. Ancak, kar ve yağmur yağdığında bu taşlar kaybolmuş, geldikleri yeri bulamamışlardır. Daha sonraki süreçte, yön bulmak için, gök cisimlerinden yararlanılmıştır. Ancak insanoğlu, gök cisimlerinin bazılarının gece görünmesi, çıplak gözle görünmemesi gibi sebeplerden yön bulmada sorunlarla karşılaşmışlardır. İnsanoğlu, ilk yapay uydunun uzaya fırlatılmasıyla yön bulmada önemli adımlar atmıştır. Geliştirilen bu uydu ağı sistemlerinden ilki Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS)'dir. GPS, dünya üzerindeki herhangi bir yerin konumunu, hızını ve doğrultusunu tespit etmeye yarayan düzenli olarak kodlanmış bilgi yollayan bir uydu ağı sistemidir. ABD (Amerika Birleşik Devletleri) tarafından geliştirilen GPS sistemine ek olarak Rusya (GLONASS), Avrupa Birliği (Galileo), Çin (Compass)'ninde uyduları bulunmaktadır. Geliştirilen bu uydu ağı sistemlerinin tümü Küresel Konumlandırma Uydu Sistemi (GNSS) olarak adlandırılır. GNSS uyduları tarafından gönderilen sinyaller, GNSS alıcısı tarafından alınmaktadır.  GNSS alıcısına ulaşan sinyaldeki mesaj bilgileri kullanılarak konum belirlenmektir. GNSS alıcısının, İyonosfer ve Troposferden kaynaklı sinyaldeki bozulmalar, uydu saat hatası, faz sıçramaları, sinyal yansımaları gibi sebeplerden dolayı konum belirlenmesi sırasında hatalar meydana gelmektedir. Bu hataları minimize etmek, yüksek konum hassasiyeti gerektiren kara, hava, deniz araçlarının navigasyonu, hedef bulma, tarım, jeodezik ölçümler, araç takip sistemleri, arama kurtarma çalışmaları gibi uygulamalarda elzemdir. 
Hassas konum belirlenmesinde, Gerçek Zamanlı Kinematik (RTK), Diferansiyel Küresel Konumlandırma Sistemi (DGPS), Hareket Eden Taban Çizgisi (Moving Baseline) gibi hassas konum belirleme teknikleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli, tek frekans alıcılı GNSS alıcısı kullanılarak hassas şekilde konum belirlenmiştir. Hassas konum belirleme teknikleri, tek kart bilgisayar üzerinde gerçek zamanlı olarak test edilmiştir. Kullanılan hassas konum belirleme tekniklerinin ölçüm hassasiyetleri karşılaştırılarak, avantajları ve dezavantajları ele alınmıştır. Tez çalışması kapsamında geliştirilen sistem, hassas konum gereksinimi olan uygulamalarda başarıyla uygulanabilmektedir.

Abstract:
History of positioning is as old as history of humanity. Human being has been searching for answers to questions like their "Where am I?" and "Where am I going?" since ancient times. Human being has faced many problems with all systems developed until today. For example, Primitives had signed as putting stones to find their ways back when they go far away from their habitat. But, when it rained or snowed, these stones were lost, they couldn't find the place they came. In the later period, it is benefited from celestial bodies to find the direction. But, human being has faced with many problems in positioning such as some of celestial bodies can be seen only night or cannot seen by naked eyes. Human being has taken considerable steps in positioning with the first artificial satellite was launched. First Global Positioning System among the developed satellite network systems is GPS. GPS is a satellite network system transmitting regularly coded data, providing identification of position, velocity and direction of any place on Earth. In addition to GPS system developed by ABD (United States), Russia (GLONASS), European Union (Galileo), China (Compass) have also satellite systems. All of these developed satellite network systems are called Global Navigation Satellite System (GNSS). The signals transmitted by GNSS satellites are received by GNSS receivers. Position is specified as using message contents of signal reaching to GNSS receiver. Errors occur in positioning because of signal disturbances based on Ionosphere and Troposphere, satellite clock errors, phase slip, signal multipath. Minimizing these errors is essential in applications such as navigation of land, air, sea vehicles, finding target, agriculture, geodesic measurements, vehicle tracking systems and search rescue which requiring high precision in positioning.
In order to have high precision positioning some techniques are used like Real Time Kinematic (RTK), Differential Global Positioning System (DGPS), and Moving Baseline. In this study, the high precision positioning was specified as using low cost, single frequency GNSS receiver. The high precision positioning techniques were tested in real time. The comparison of measurement accuracy have been made with the advantages and disadvantages of the precision positioning techniques used in this study are also addressed. The system developed in the thesis can be implemented successfully in applications which requires high precision positioning.