Araç Takip’de Lokasyon Belirleme | KodFeed
Araç Takip sistemi hakkında bir yazı dizisi hazırladığımı şurada duyurmuş, ve ilk yazı olarak Araç Takip Nedir? sorusuna cevap vermeye çalışmıştım. Bu yazımda ise Araç takip için olmazsa olmazlardan biri olan GPS ve GPS uydularına değineceğim.
GPS (Global Positioning System), küresel yer belirleme sistemi yada küresel konumlandırma sistemidir. Herhangi bir zamanda, dünyanın herhangi bir yerinde bulunan bir araç takip cihazı lokasyonunu belirleyen, en az 4 uydudan kod-faz varış zamanının ölçülmesi esasına dayanan bir uydu ölçme sistemidir. En az 4 uydu olmasının sebebi, GPS’in 4 boyutlu (3D + zaman) olmasıdır. 3 uydu ile konum tespiti yapılabilinmektedir fakat zamanda kayma olmaması için 4 uydu ile daha doğru bir yer tespiti yapılmış olunur. Sistem, temel olarak jeodezideki en eski tekniklerden biri olan geriden kestirme esasına dayanır. Geriden kestirme, konumu bilinmeyen bir lokasyondan, bilinen bir lokasyona yapılan gözlem ve hesaplamaları kapsar. Burada konumu bilinen noktamız GPS uyduları, bilinmeyenler ise aracın bulunduğu konumun yer merkezli kartezyen koordinatlardırı (X,Y,Z).
Birçok teknolojide olduğu gibi GPS’in de ilk amacı tamamen askeridir. GPS alıcıları yön bulmakta, roket ateşlemekte vb. problemlere çözüm bulmak üzere tasarlanmıştır. Sivil kullanıma açılması ise 1980’lere dayanmaktadır.
GPS uyduları L1 ve L2 olarak bilinen, iki radyo sinyali göndermektedir. Sivil kullanıcılar için yalnızca UHF bandındaki 1575.42 MHz frekansındaki L1 sinyali açıktır, L2 sinyali ise “p code” olarak bilinen kodu taşımakta ve sivil kullanıma kapalıdır. L2 1227,60 Mhz frekansındadır. ABD Savunma ise 5.115 MHz frekansını dinlemekte ve “M-code” olarak bilinen kodu taşımaktadır.
GPS sinyalleri pseudorandom kod, ephemeris data ve almanak bilgisi olmak üzere üç tip bilgi içermektedir. Pseudorandom code, alıcının hangi uydudan bilgi aldığını bildirir, uydunun ID numarası bilgisidir. Ephemeris data, uydunun çalışma durumu-performansı hakkında bilgi verdiği gibi, en önemlisi, konum belirlemeye yarayan zaman bilgisini de içermektedir. Almanak bilgisi ise söz konusu uydunun (ve diğer tüm uyduların) kaydedilmiş ve daha sonrası için hesaplanan yörünge bilgilerini içerir. Belli bir zaman sonra hangi uyduların görülebileceği hakkında bilgi verir.
Peki konum nasıl belirlenmekte?
GPS’de konumu bulunmak istenen noktanın duyarlılığı ve amaca göre farklı ölçme teknikleri mevcuttur. Sonuçta elde edilen koordinatlar alıcı tipine, gözlem süresine, uyduların konumu ve sayısına, ölçme tipine göre değişir. Bir noktanın doğrudan doğruya dünya üzerindeki konumu (enlem, boylam, yükseklik veya X,Y,Z) belirleniyorsa buna mutlak konum belirleme denir. Birden fazla noktanın birbirine göre konumlarının belirlenmesine ise bağıl konum belirleme denir. Konumu belirlenecek nokta hareketsiz ise statik konum belirleme; herketeli ise kinematik konum belirleme söz konusudur.
Araç Takip sisteminde, kinematik konum belirleme kullanılmaktadır. GPS modüller sayesinde; aracın enlem, boylam, yükseklik olarak nerede olduğunu bulabilmekteyiz.
Araç Takip Sistemi Lokasyon Tespiti
GPS Konumunun Doğrulu
GPS datası real-time olarak alındığından dolayı araç aynı yerde duruyor olsa bile konum daima değişmekte ve gerçek konum etrafında dönüp durmaktadır. Normalde askeri GPS uyduları ile aracı bir kenara bırakalım, aracın içine takılı olan cihazın konumu tespit edilebilinirken, sivillerde nokta konumu belirlemenin yapılması tam olarak izin verilmemekte. Hassasiyeti düşük olduğundan dolayı (1m) veya aracın bulunduğu konumda GPS sinyallerinin tam olarak alınamaması 1m’lik hassasiyeti 10m’ye kadar çıkarmakta. Ve araç 10m bir yarıçapta sağa sola hareket ediyormuş gibi görünüyor. Bu problemin çözümü için literatürde hata düzeltme yazıları bulunmakta. Çeşitli filtreler ile bu zıplamalar göz önüne alınarak aracın bulunabileceği en doğru nokta sunucu üzerinde hesaplanmaktadır. Şuan Türkiye’de bildiğim kadarıyla bu tür bir düzeltme yapan bir firma yok, yurtdışında ise olabileceğini düşünüyorum. Navigasyon cihazlarında büyük bir ihtimalle vardır diye tahmin ediyorum, çünkü navigasyonlarda bu tür zıplamaya pek denk gelmedim. Ya bu hatayı filtreler ile düzeltmekte veya o anki konum yola snap edilmekte.
Aşağıdaki resimde uydulardan gelen sinyallerin kalitesi ve kullandığı uydular yaklaşık sapmanın ne kadar olduğu bilgilerini görebilirsiniz. Bu arada dikkat ederseniz enlem boylam bilgisi sapmakta olduğunu görebilirsiniz.
Araç Takip Sisteminde Konum Tespitinde Uydu Sinyalleri
GPS Hassasiyeti Nedir?
Araç Takip ile ilk başladığım zamanlar yanlış hatırlamıyosam -155 dBm’ler ile çalışmaktaydık. Şuan internette dolaşıp baktığımsa ise -166 dBm GPS modülleri bulunmakta. Bir çok araç takip firması maliyetten dolayı -155 dBm GPS modül kullanmakta ve bunun yeterli olduğu düşünülmekte. Günümüzde artık şehir içlerinde yüksek binaların olması, kapalı otoparkların artması vb birçok sebeplerden dolayı -155 dBm’den takip etmek için yeterli verim alınabilinir ama çekim gücü düşük olduğundan dolayı sık sık konum tespit edilememe ihtimali yüksektir. Eğer araç takip cihazı almaya karar verirseniz veyahut navigasyon sistemleri hassasiyeti muhakkak göz önünde bulundurunuz. Özellikle navigasyon sistemleri kullanan kişiler bilirler, bazen konum tespiti yapılana kadar hedefinize bile ulaşabiliyorsunuz :) Bunun sebebi navigasyon cihazları aracın önünde cama takılarak kullanıldığı düşünüldüğünden dolayı çoğunlukla, -135dBm kullanılmaktadır. Şuan navigasyonlar için -159 dBm hassasiyete sahip cihazlar bulunmakta. Navigasyon cihazları için önerim bu olacaktır. Araç Takip Cihazı için ise tercihiniz -159 dBm ile -166 dBm arasında olmasıdır. Tabi -166 dBm daha iyi fakat maliyeti de göz önünde bulundurmanız gerekmektedir.
Sonuç olarak GPS’li herhangi bir üründe (Araç Takip, Navigasyon, Cep Telefonu vb) sensivity önem arz etmektedir. dBm değeri ne kadar düşük bir değerde olursa, o denli daha hassas olacaktır. GPS’li cihazlar almayı planlarken buna dikkat etmenizi öneririm. Yine unutulmaması gereken konu, GPS sinyalleri camdan plastikten geçebilir fakat duvar, dağ gibi cisimlerden geçemezler. Hassasiyetin yüksek olmasıyla çevreden yansıyan sinyaller alınabilinir ve konum tespiti yapılabilir.
Araç Takip'de Lokasyon Belirleme, 9.3 out of 10 based on 8 ratings
4 thoughts on “Araç Takip’de Lokasyon Belirleme”
ARAÇ TAKİP SİSTEMİ YAZI DİZİSİ – GİRİŞ « « KodFeedKodFeed dedi ki:
09 Haziran 2012, 15:58
[…] Araç Takip'de Lokasyon Belirleme […]
26 Haziran 2012, 12:31
Önerebileceğiniz araç takip sistemi var mı ? Benim amacım farklı, araçta kullanmayacağım :)
Uzaya balon göndereceğim onu takip için düşünüyorum.
Birkaç video http://www.youtube.com/watch?v=wLNdL6Zqeuw
Videoyu izledim güzel bir çalışma olmuş. Size mail attım, öneri değil ama mail üzerinden konuşmak ve tanışmak için.
24 Temmuz 2012, 19:44