Sunum3

Report
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler
1. Hidrodist
Hidrodist, hidrografik amaçlar için geliştirilmiş mikro dalgalarla
uzunluk ölçümü yapan bir tellürometre sistemidir. Hidrografi
taşıtının konumu, ölçülen iki uzunluğun fonksiyonu olarak
bulunur. Ana alet (master), ölçmelerin yapıldığı hidrografi
taşıtında, 2 adet karşı alet (remote) kıyıdaki iki jeodezik
noktada bulunur. Hidrografi taşıtından ölçülen iki uzunluğun
kesiştirilmesi ile, iskandil yapılan noktanın konumu belirlenir.
Hidrodistlerin çok kullanılan MRB-2 modelinde sistem, 2 ana
alet ile, 2 karşı aletten oluşur. Ana aletler, küçük ve taşınabilir
olduklarından küçük botlarda da kullanılabilmektedir. Karşı
aletler, kıyıdaki iki jeodezik noktaya yerleştirilir. Her ana alet,
kendi karşı aleti ile sürekli olarak çalışır. Ölçme için, karşılıklı
aletler arasında kesintisiz gözlem gerekli olduğundan
jeodezik istasyonların, arazi ve ölçme sınırı koşullarına
uygun seçilmesi zorunludur. Hidrodist MRB-2 nin maksimum
ölçme sınırı 40 km, inceliği ise,  1,5 metredir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

2. Elektronik Teodolit
 Hidrografi
alanında elektronik teodolit olarak
adlandırılan ve hidrografi gemisine yerleştirilen mikro
dalga konum belirleme sistemi, gemi ile kıyıdaki 3
jeodezik nokta arasında oluşan 2 kestirme açısını
elektronik olarak ölçmektedir. Kıyıdaki jeodezik
noktalara 1,6 KHz lik impuls frekansı ile 120 lik yatay
genişlikte yayın yapan gönderici aletler yerleştirilir.
Gemideki alette (ana alet) yaklaşık olarak 1 lik yayın
(transmisyon)
genişliği olan
bir dönel reflektör
bulunur.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

Sistem çalışmaya başladığı zaman
ana alet, kıyıdaki istasyonlardan
gelen 3 ayrı maksimum işarete
(sinyale) göre 2 açı ölçer. Açıları
kaydetmek için 2 sayaç vardır.
Bunlardan birincisi ilk istasyondan
alınan maksimum sinyalle açılır ve
ikinci istasyondan alınan maksimum
sinyalle kapanır. İkinci sayaç, birinci
sayacın kapanma anında açılır ve
üçüncü istasyondan maksimum
sinyal gelince kapanır. Her sayacın
açık olduğu süre içinde açı
bölümleri, sayaçlara girer ve kıyı
istasyonları arasındaki açılar, alıcı
antenin bir defa dönmesi ile elde
edilir. Sayaçlardaki açı değerleri,
başka bir ölçüm serisi başlayıncaya
kadar saklanır
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler
kesinliği,
kuzey
doğrultusuna
bağlanmak suretiyle sağlanır. Anten daima
sağa doğru döner ve daima birinci maksimum
sinyali kuzey doğrultusunu geçtikten sonra 1.
Hedef olarak alır. Ana aletin anteni saniyede 1
devir hızla döndüğünden her iki açı, konum
inceliğini etkilemeyecek bir hızla ölçülmüş
olur. Aletin en küçük gösterge birimi, 0.02 dir.
 Sistemin
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler



3. Elektronik Konum Gösterici (E.P.I)
Elektronik konum göstericisi (Elektronik Position Indicatör =
E.P.I) açık denizlerde yapılacak hidrografik çalışmalar için
geliştirilmiştir.
E.P.I,
Shoran ve Loran tekniğinin bir
kombinasyonudur. Sistemde uzun dalga boylu impulslar
kullanılır. Bununla yeryüzü eğriliğinin etkisi azaltılmakta ise de,
geri dönen elektromanyetik dalgalar osiloskopta net bir
şekilde oluşmadığından sistemin inceliği düşüktür. Ölçme
sınırı 700 km, inceliği 5 metredir.
E.P.I.’nin temel ilkesi : Gemide bulunan ana aletten, iki
jeodezik istasyona yerleştirilen karşı aletlere radyo impulsları
gönderilir. Bu impulslar, karşı istasyonlardaki operatörlerin
kontrolü altında gemiye geri gönderilir. İmpulsun seyir süresi,
gemideki alet tarafından ölçülerek zaman cinsinden uzaklık
elde edilir. Geminin konumu iki uzaklık dairesinin kesişme
noktası olarak belirlenir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

Loran Sistemi

Loran "Long Range Navigation" kelimelerinden türetilmiş
bir isimdir. Uzak mesafeli hiperbolik konum belirlemesi için
ultra yüksek frekans transmisyonu önerisine dayanılarak
geliştirilmiştir. Aralarında birkaç yüz km uzaklık bulunan
ve yüksek frekanslı impuls yayan bir çift senkronize kıyı
istasyonu ile gemi veya uçak arasında 500-800 km.ye
kadar uzunluklar ölçülebilmektedir. Loran vericilerinde
1700 ile 2000 KHZ
arasında radyo frekansları
kullanılmaktadır. Bu frekans sınırı Standart Loran Bandı
olarak bilinmektedir. Verici cihazlar100 kW çıkış gücü ile
50 mikro saniye uzunluğunda impulslar göndererek, deniz
üzerinde 1000 km.lik, karada ise 200 km.lik bir ölçmeye
olanak sağlarlar. Geceleri iyonosferden yansıyan dalgalar
kullanılmak suretiyle bu sınır, 2500 km.ye kadar
arttırılabilir. İyonosfer dalgalarının kullanılması durumunda
yer dalgaları için hazırlanmış harita ve planlarda
düzeltmeler yapmak gerekir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler


Loran ağı, genellikle kıyı boyunca birkaç istasyonu kapsayan
zincir şeklinde tesis edilirler ve bu istasyonlar arasındaki uzaklık
200 ile 500 km arasında olur. Loran sistemi, okyanuslar gibi
geniş alanlarda "uzun mesafe gözlemleri" için geliştirilmiş
olduğu için kıyılardaki istasyonların oluşturduğu ağların
uzunluğu birkaç bin km.yi bulabilir. Dolayısıyla birkaç bağımsız
istasyon çiftinin aynı zamanda çalışması ve belirli olan
ölçmelerin yapılması gerekli olmaktadır. Bütün Loran
İstasyonları 1700 ile 2000 KHZ arasındaki frekans bandında
çalışmalarına karşın, genellikle 4 değişik kanal ve frekans
kullanılmaktadır.
Standart Loran inceliği; elektromanyetik dalgaların doğrudan
gönderilmesi halinde (gündüz yapılan ölçmeler için ) kısa
uzaklıklarda ±270 metre, 1200 km.de ise ±2.5 km.ye ulaşır.
Gece yapılan ölçmelerde (İyonosfer dalgalarının kullanılması
halinde) 500 ile 2500 km için ortalama konum inceliği ±2.5 km
ile ±14 km arasındadır. Standart Loran sistemi, yalnızca
navigasyon ve istikşaf ölçmeleri için uygun olup, harita alımları
için Loran-B ve Loran-C sistemleri geliştirilmiştir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

Loran-B Sistemi
 Bu sistemde impuls karakteristikleri, kanal frekanslar
ve tekrarlama hızları Standart Loran ile aynıdır. LoranB de 2 MHz lik faz karşılaştırma sistemi ile yüksek
ölçme inceliği elde edilmektedir. Sistemin taşıyıcı
dalga frekansı 1.85-1.95 MHz, band genişliği 35 KHz
dir. Taşıyıcı dalgaların faz farkları, impulslar içinde
ölçülmek
suretiyle
elde
edildiğinden
2MHz
transmisyonlu bir faz karşılaştırma sistemi söz konusu
olmakta ve gönderici gücün azaltılması ile kısa
impulslar da daha uzun ölçme sınırı sağlanmaktadır.
Ayrıca impuls frekansında kaba konum belirlemesi
belirsizlikten kurtarılmıştır.
Loran-B ile sağlanan
incelik, birkaç mili mikro saniye ve standart hata 0.01
mikro saniye kadardır.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

Loran-C Sistemi:

Loran-C sistemi, 90 ile 110 KHz taşıyıcı dalga
frekansı ile çalışmaktadır. 100 KHz de yer
dalgalarının yayılması oldukça stabildir. Loran-C
nin band genişliği 20 KHz dir ve 3500 km'ye
kadar
uzunlukların
ölçülmesine
olanak
sağlamaktadır. Elde edilen oransal incelik
yaklaşık 1/90 000 mertebesindedir. Bu ise açık
denizlerde
ve
okyanuslarda
yapılacak
hidrografik çalışmalar için yüksek bir inceliktir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler



İki bazlı Decca Sistemi
İki bazlı Decca sistemi, Standart Decca sisteminin bir
varyasyonudur. Bu sistemde de istasyon çiftleri, hiperbolik
konum eğrileri ailesi oluştururlar. Ana istasyon her çiftte
bulunmakta ve dolayısıyla üç istasyon dizisi, konum
belirleme için yeterli olmaktadır. Bu sistemin üstünlüğü,
birçok geminin aynı zamanda kullanılabilmesi, konum
belirleme için yalnız bir alıcı aletin yeterli olması ve bunun
herhangi bir gemiye yerleştirilebilmesidir.
İki bazlı Decca zincirinde, kıyıdaki iki karşı istasyondan
konumu belirlenecek bir gemiye, ana verici ile standart tipte
bir Decca alıcısı yerleştirilir. Alıcıya bağlı Dekometreler, ana
işaret ile karşı istasyonlardan alınan işaretlerden birisi
arasındaki faz farkını gösterir. Bu faz farkı, transmisyon
yörüngesinin doğrusal bağıntısı olmaktadır. Uzaklıklar,
dekometreler yardımıyla elde edildiklerinden burada
dairesel uzaklık yöntemi söz konusudur.
İki bazlı Decca Sistemi
İki
bazlı Decca donatımının standart tipten tek ayrıcalığı,
gemide kullanılan ana istasyon verici antenidir. Bu antenin şekli
genellikle geminin cinsine bağlıdır. İki bazlı Decca sisteminin
ölçme alanı ortalama 400 km, inceliği ise 20 metredir.
Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler

Kısa Uzaklık Decca Sistemi (Hi-Fiks)

Hi-Fiks yüksek incelikli, hafif bir elektronik konum belirleme
sistemi olup, kısa uzaklıklar için geliştirilmiştir. Sistemin
normal kullanılma uzaklığı 8-60 km dir. Alıcı, verici istasyona
daha da yaklaştırılmak suretiyle, inceliği azaltılmadan ölçme
yapılabilir.
Hi-Fiks sisteminde standart Decca sistemine
oranla 20 kat daha yüksek frekans kullanılmaktadır. Sistemde
bir ana ve iki karşı olmak üzere üç verici istasyon bulunur.
Bunlar, hiperbolik veya dairesel yönteme göre konum
belirlemesine olanak sağlarlar. Sistemin ölçme sınırı, ortalama
35 km, baz doğrultusundaki hatası 1 metredir.
Uydu Sistemleri


Uzaydan konum belirleme sistemleri, yeryüzündeki veya yer
yüzeyinin yakınındaki noktaların konumlarını belirlemek için,
uzak mesafede veya yörüngedeki bir cisimden yayılan
elektromagnetik
dalgalardan faydalanarak geliştirilmiş
sistemlerdir. Bu tanımlama çerçevesinde sistemler; klasik
konum belirleme ve navigasyon amacıyla kullanılabilirler. Bütün
uzay konum belirleme sistemleri, uzay teknolojisine paralel
olarak 1957’lerden sonra geliştirilmiştir.
Günümüzde kullanılan GPS, Transit ve Rusların geliştirdiği
GLONASS, başlangıçta savunma ve askeri amaçlarla
yapılmışlardır. Askeri amaçlı olduğu için tek yol sistemlerdir.
Yani sinyaller uydulardan alıcılara doğru gönderilir. Alıcının
konumunun hiç bir zaman bilinmemesi gerekir. Bütün uydu
konum belirleme sistemleri, dünya merkezli bir koordinat
sistemi içinde bir alıcının yer koordinatlarını veya birkaç alıcı
arasındaki baz vektörünü ölçerler.
Uydu Sistemleri



Global Positioning Sistem (GPS)
NAWSTAR - GPS sistemi ABD Savunma Bakanlığı tarafından
geliştirilmiş uydu konum belirleme sistemidir. Ayrıca, ölçmeler
her çeşit hava koşullarında, gündüz ya da gece yapılabilir.
GPS, Transit sistemin yerini almasının yanında, uyduların
eşzamanlı görünebilirlikleri ile uydu gözlemlerindeki başlıca
hata kaynakları giderilerek uzunluklar hassas olarak daha kısa
zamanda ölçülebilir. GPS üç kısımdan oluşmaktadır. Uydular,
kontrol sistemi ve kullanıcılar.
Global konumlama sistemi, konum ölçmeleri ve navigasyon için
kullanılır. Sistem 4 uydu için geliştirilmiştir. Bu uydular, altı
yörüngeden birine, ekvatora 55 derecede ve yerden 22 000 km
yüksekliğe yerleştirilmiştir. Uydular, dünyanın çevresinde 11
saat 58 dakikada döner. En fazla 10, en az 4 uydu aynı
zamanda görülebilir.
Uydu Sistemleri

Sistem için geliştirilmiş orijinal yöntemde konum belirlemesi için
4 uyduya ihtiyaç vardır. Alıcının üç boyutlu konumunun
bilinmeyenlerine ek olarak 4. bilinmeyende eklenir. Bu uydu
saati ile alıcı saatinin ayrılığıdır. Dört bilinmeyen dört denklemle
çözülebilir ve bir nokta için dört uydu gerekir. Bir bilinmeyen için
değer bulunarak, konum sabitlemeye üç uyduyla devam
edilebilir. Denizde, su yüzeyi ile WGS 84 elipsoidi arasındaki
ilişkinin belirlenebildiği derinliklerde üç uydu sabitleme sık
kullanılır.
Uydu Sistemleri

Uyduların yayınladığı kodlanmış mikro dalgalar, yer
üstünde konumu belirlenecek noktanın üzerine
merkezlenmiş alıcı yardımıyla alınır ve kodları
çözülür. Uyduda bulunan atom saati, alıcıda bulunan
quarz saatleri yardımıyla mikro dalganın uydudan
alıcıya geliş zamanı hesaplanır. Bu fark ile ışık
hızının çarpımı; uydu ile alıcı arasındaki uzaklığı
verir. Noktanın koordinatlarını belirlemek için
noktadan 3 uyduya olan uzaklığı aynı anda ölçmek
gerekir. Uyduların konumları yardımıyla noktanın
konumu, uzay geriden kestirme ile ölçülür. İnceliğin
artması için 4. bir uyduya gözlem yapılır. Yer
istasyonun koordinatları, geosentrik koordinat
sistemine (x,y,z) veya WGS84 elipsoidine (f,l,h) göre
bulunur.
Uydu Sistemleri

Yüksek doğruluklu sonuçların gerçek zamanda
elde edilmesi güç olmasına karşın, çalışma ve veri
işleme yöntemleriyle bu hatalar elimine edilir. GPS
ile konumlamada doğruluğu etkileyen temel hatalar,
sistemden (uydu yörünge ve saat hataları) ve
ortamdan kaynaklanır. Uyduların yeryüzünden
uzaklığı dikkate alınırsa, yeryüzünde birbirine yakın
noktalardaki hata değerlerinin yaklaşık aynı olacağı
söylenebilir. DGPS yönteminde temel prensip,
konumu iyi bilinen bir referans noktasındaki alıcıda
hesaplanan anlık düzeltme değerleri kullanılarak 0500 km uzaklıktaki alıcıların hatalı konumlarının
iyileştirilmesidir.
Uydu Sistemleri

Pratikte yaygın olarak kullanılan kod ölçüleri ile
DGPS yöntemi için ifade edilen konum hata
değerleri, dinamik platformlardaki uygulamalar
için sabit alıcı ile gezen alıcı arasındaki uzaklığa
bağlı olarak 1-20 metre, statik uygulamalar için
ise 1-5 m arasında değişmektedir. Faz farkı
ölçülerinin kullanıldığı özel yöntemlerde cm
düzeyine indirilebilir; anlık konum doğrulukları ise
dm düzeyinde elde edilebilir. Gezen alıcının
referans alıcıya uzaklığı azaldıkça GPS hata
kaynaklarının her iki alıcıyı da etkileme miktarı
aynı olacaktır.
Uydu Sistemleri

Referans alıcıda düzeltmeler, noktanın kesin
koordinatları ve GPS sinyallerinden hesaplan anlık
koordinatların farkı olarak (konum düzeltme yöntemi)
hesaplanabilir. Ancak pratikte kesin koordinatlarla
hesaplanan uydu-alıcı uzaklığının uydu sinyalleriyle
ölçülen uzaklıktan farkı (gözlem düzeltme yöntemi)
daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Referans
istasyonunda hesaplanan düzeltmeler anında (real
tıme) diğer alıcılara gönderilebileceği gibi, ölçü sonrası
değerlendirme de yapılabilir. Anlık düzeltmeler, her
uydu için yere kurulmuş radyo vericisinden
yayınlanarak ya da ölçüm teknesinde bir iletişim
uydusu yoluyla yapılır.
Böylece
teknenin
yeri
hesaplanmadan önce gözlenen uzunluklar düzeltilmiş
olur.
Uydu Sistemleri


DGPS’nin özellikle deniz ve havacılıkta kullanımı
başka sorunları da beraberinde getirmiştir. Çünkü
uçak ve gemilerin sabit istasyondan çok uzaklara
gitmesi söz konusudur. Bu durumda ise DGPS’nin
temel ilkesi ortadan kalkmaktadır. Dolayısıyla sabit
istasyondan uzaklaştıkça doğruluk da o oranda
azalacaktır.
GPS ölçümleri için en az iki alıcı gereklidir, ama sık
kullanılan tekniklerde bilinen yerlerde üç, bilinmeyen
yerlerde de dördüncü alıcı kullanılır. 10 km de 10
mm'lik ve 100 km'de 10 cm'lik doğruluklara
ulaşılabilir. Elde edilen doğruluklar, alıcıdan
görüldüğü kadarıyla uyduların geometrisine bağlıdır.
Uydular sürekli biçimde yörüngelerinde hareket
ederler ve dört uydu bir hat üzerinde ya da ufka yakın
bir yerde dağılmış ise doğruluk azalır.
Transit Doppler Alıcıları İle Nokta Konumlama Yöntemi
Amerika Birleşik Devletleri uydu sistemi olan Transit, uzak
yerlerdeki noktaların koordinatlarının tutarlı bir doğrulukla
belirlenmesini sağlamıştır. Yedi uydu iki sabit frekanstan yayın
yapabilir. Doppler kaydırmasının miktarı, uydunun uzaydaki
konumundan elde edilen bir konum çizgisi verir ve bunların
birkaçı kesişerek alıcının üç boyutlu koordinatlarını verir.
Uydular, dünya etrafındaki kutupsal yörüngede, sürekli olarak
dönmektedir. Bunların yörüngesel peryodları, 1 saat 47 dakika
kadardır. Yükseklikleri ise dünya yüzeyinden yaklaşık 1000 km
kadardır.
Doppler sayımları, alıcının tipine göre 2 dakikadan 5 saniyeye
kadar değişiklik gösteren aralıklarla yapılır. Her doppler sayımı,
yukarıda anlatıldığı gibi sabit bir ölçümü temsil eder. Böylece,
aralık kısaldıkça tek bir geçişten daha çok ölçüm elde edilebilir
ve teoride daha doğru bir sabitleme sağlanmış olur.
Uydu Sistemleri
Uydudan elde edilen sonuçların dik koordinat sistemi
üzerinde (WGS 84) enlem, boylam ve yüksekliğe
dönüştürülmesi için sistem, yerküre ve deniz yüzeyi
arasında bir ilişki olmalıdır. WGS 84’ün yüksekliği
hidrografik ölçmeler için uygun olmayabilir. Çünkü bu
değer, deniz haritası başlangıç seviyesi (datum)
değerinden onlarca metre farklı olabilir.
 Uydu, yerel ufkun üzerinde olduğunda, gerekli geçiş
ölçümlerini yapmak mümkün olur. Uydu ortalama 35100 dakikada ortaya çıkar (boylama bağlı olarak) ve
12-16 dakika kalır. 10 metreye kadar doğruluğu olan
konumlama için, 30 iyi kaliteli geçiş alabilen sabit bir
alıcı gereklidir. Daha iyi sonuçlar, bilinen bir noktaya
konan ikinci bir alıcı ile sağlanabilir. Bu hatalar,
uydudan, pozisyondan ve verinin gönderilmesinden
kaynaklanabilir.

Akustik Sistemler

Elektromagnetik sistemlerin doğrulukları ya da
yolları belirli bir iş için yeterli olmadığında ya da bu
işin deniz yatağında kesin mühendislik ölçümü
gerektirdiğinde, ölçmecinin bu gereksinimini
karşılamak için değişik yollara başvurması gerekir.
Birinci gereksinim için elektromagnetik konum
belirleme (EPF - electromagnetic position fixing)
sistemi değiştirilir. - Sualtı konum belirleme (UPF
- underwater position fixing) sisteminin kullanımı
havaya göre sınırlıdır. Mühendislik ölçmeleri için,
Sualtı konum belirleme (UPF) sistemi birçok
durumda en iyisidir.
Akustik Sistemler
Kıyı ötesi mühendislik ölçmeleri örnekleri petrol endüstrisi
çalışmalarında bolca bulunabilir. Bunlar, matkap donanımları ve üretim
platformları için
• Yer ölçümlerini,
• Platformların önceden belirlenmiş konumuna yerleştirilmesini
• Boru hatlarının kaynağa bağlanmasını,
• Boru hatlarının ve diğer yapıların erozyona karşı denetlenmesini
• Ve daha birçok şeyi kapsar.
Bu işlerin hassas bir biçimde yürümesi için sensörlerin (echo
sounderlar, sonarlar, TV kameraları, vb.) fazla uzakta olmaması
gerekir. Ve bunlar yedek parçalar şeklinde, uzaktan kumandalı araçlar
(ROV - remote-operated vehicle) ve sualtında kalabilir araçlarla uzağa
taşınabilirler. ROV’lar isminden de anlaşılabileceği gibi insansızdır.
Ancak sualtında kalabilenlerde insan bulunur. Bunların her biri bir
kordonla yüzeydeki gemiye bağlanabilir ya da serbestçe yüzebilir.
ROV’lar genellikle tekneye bağlanır; mürettebatlı olanlar, denizaltında
kalabilir ve serbestçe yüzebilirler.
Akustik Sistemler
Long Baseline Method (LBL) – Uzun Bazlı Yöntem
LBL, ölçme
teknesinden denizaltı
sensörüne veya
hareketli hedefe,
sualtında koordinatları
bilinen 3 ya da daha
fazla transponderdan
geniş bir alanda
hassas konumlama
sağlamaktadır.
Baz uzunlukları 50 m
ile 6 km arasında deniz
derinliğine, sualtı
topografyasına,
akustik frekansa ve
ortam koşullarına
bağlı olarak
değişmektedir.
Transponderlar gemi altındaki transducer
yardımıyla sorgulanır.
Akustik Sistemler
Short Baseline (SBL) Method - Kısa Bazlı Yöntem
SBL yöntemi, sualtı
tabanındaki
transponderlar
arasında yer alan
uzun bazlar yerine
geminin
omurgasındaki
referans noktaları
arasındaki bazları
kullanmaktadır.
Burada koordinat
sistemi sualtı tabanı
yerine gemiye
bağlıdır.
Akustik Sistemler
Ultra or Super Short Baseline (USBL - SSBL) Method
Çok Kısa Bazlı Yöntem
SBL sistemlerinden farklı
olarak geminin omurgasında
transducer dizilerinden oluşan
tek bir sistem bulunmaktadır.
Akustik sinyalin yatay ve
düşey düzlemlerdeki geliş
açısını ölçmek için faz
karşılaştırma teknikleri
kullanılmaktadır. Bunun
yanında deniz tabanında tek
bir şamandıra yerleştirilmiştir.
Akustik Sistemler
Birleşik Sistemler
Akustik Sistemler
Uzun bazlı konfigürasyon (LBL)
Gemi, ROV ya da su altında kalabilenler
S in yerini belirlemek amacıyla SA, SB,
SC, SD kenarlarını oluşturmak için trasponder işaret şamandırasını sorgular.
Kısa bazlı konfigürasyon (SBL)
Baz doğrultuları olan X ve Y eksenleri
teknenin başından kıçına (X) ve alabandadan alabandaya (Y) yerleştirilen su altı
dinleme
cihazı
(hydrophone)
ile
tanımlanırlar
Sorgulama
transdüseri
Akustik Sistemler
Tekil deniz yatağı
transponder (radyo
sinyaline
cevap
veren radyo vericisi)
ya da pinger.
Taşınabilir su altı
dinleme cihazı
yerleştirimi (SBL için
eksenler)
Çok
kısa
bazlı
konfigürasyon
Teknenin
yeri deniz yatağı işaret
şamandırasından gelen 3
ya da 4 hidrofonun faz
farkıyla belirlenir
Sualtı konumlama sistemlerinin Konfigürasyonu
Her durumda, sualtı alıcılarının yerlerinin her zaman bilinmesi
gerekir. Aynı şekilde bu durum, matkap (sondaj) kordonu için de
geçerlidir. Sondaj kordonunun bir ucu sondaj deliğine, diğer ucu
sondaj mavnasına bağlıdır. UPF sistemlerinin üç biçimi vardır. Uzun
Bazlı (Long Baseline - LBL), Kısa Bazlı (Short Baseline - SBL) ve
Süper Kısa Bazlı (Süpershort (ultrashort) Baseline - SSBL).
Akustik Sistemler
Sualtı Akustik Fenerler (Underwater acoustic beacons)
Fenerler (beacons), pasif, aktif ya da kumandalı olabilir.
Silindirik ya da küresel basınç levhalarının boyutları 0.3
ile 1 m arasındadır ve deniz yatağının üzerine yakın
demirlenmiş
(şamandıraya
bağlanmış)
olabilir.
Sinyallerin, çevrenin topografyasından etkilenmemesi
için düz alanlar tercih edilir. Akustik yayıncılar, özel bir
kodla tetiklenir
ve birimleri yüzeye çıkarmak için
kullanılır. Olta kurşunu ya da başka bir ağırlıkla denize
bırakılır ve birimin etrafına takılan, batmayan bir halka,
birimin geri getirilmesini sağlar. Trol avı yapılan
alanlarda fenere dik açı verilirken av yapılmayan
alanlarda (düşük profil vermek için) düşey olarak
sabitlenir. Aktif fenerin en basit biçimi 1 Hz değerinde
kodlanmış, kısa pulslar gönderir. Batarya bir yıl dayanır.
Akustik Sistemler

Radyo alıcısı fenerler (transponder beacons), en
kullanışlı olanlarıdır. Deniz tabanına demirlenmiş
gibi yerleştirilenler, yüzeydeki gemiden kodlanmış
bir sorgulama pulsu gelinceye kadar pasif
moddadır. Kod, klasik bir puls zinciri olabileceği
gibi, transponderin hidrofonunun “dinlediği” belirli bir
sinyal frekansı olabilir. Transponderin sorgulama
pulsunu alınca kendi cevabını iletir ve bir dahaki
sorgulamaya kadar tekrar pasif hale döner. İletim
frekansı genellikle soru frekansından farklıdır. Daha
karmaşık transponderlerde mekanik ya da tetikleme
(pyrotechnic) yayım aleti bulunur: Bu alet, yüzeydeki
gemiden gelen özel bir komut pulsuyla harekete
geçer. Bu komutun alınmasıyla fenerlerin bağı
çözülür ve fener kendi pozitif kaldırma gücüyle su
yüzeyine yükselir.
Akustik Sistemler



Cevap veren fenerler (responder
beacons),
kendilerini
yüzeydeki gemiye bağlayan bir kablo yoluyla elektriksel olarak
harekete geçerler ve transponder gibi işlev görürler. Pulsların
seyir süresi rotanın tek yönlü yolunu temsil eder.
Yardımcı fenerler (relay beacons), bir ağdaki tüm sorgulama
frekanslarından ayrı bir sorgulama
frekansına sahip
transponderlerdir ve uzaktan sorgulamayı gerektiren yerlerde
kullanılabilirler (Örneğin, gemiden aldığı bilgiyi değiştirecek
kendi sorgulama sinyallerini yapması için kontrol edilen bir
sualtı aracında olduğu gibi).
Akıllı transponderler (Intelligent transponders), geniş bir alanda
kullanılmaktadır. Mikro işlemcilerle donatılmış olan bu
transponderler, özel komutlar verilerek ağdaki diğer fenerlere
soru sorulmasını sağlar ve elde edilen verileri kontrol gemisine
gönderirler. Bunlar, hız hesabı için sıcaklık ve tuzluluk ölçümü
yapabilecek biçimde tasarlanmıştır. Ayrıca LBL‘deki anahatların
uzunluğunu hesaplar ve bağlı oldukları ya da iletişim
kurabildikleri araçları da harekete geçirirler.
Akustik Sistemler


Uzun Baz (LBL)
LBL, su altı işaret şamandırasının (beacons) yerinin
belirlenmesinin klasik biçimidir. Yüzeydeki tekneyi -ya da ROV,
su altında kalabilenler ve çekilen parçaları- yerel trilaterasyon
ağına bağlar. Bu ağda baz doğrultusu boyunca, kilometrede 1
m lik doğrulukta seyir yapmak mümkündür. En iyi doğruluk 2
m civarındadır. Baz uzunlukları her 100 m lik su derinliği için
genelde 1 km dolayındadır. Ekstra durumlarda 10 km
uzunluğunda olabilir (genellikle 2-3 km).
Akustik Sistemler

Bu tip bir ağın kalibrasyonunun yapılması, deniz
ölçümü işinin ortalama değer bulmak için sürekli
gözlem yapan, en küçük karelere göre işaret
şamandırasının en uygun yerini belirleyen, ülke ölçme
sistemine en benzer olanıdır. Yüzeydeki tekne, deniz
yatağı ağı ile GPS ya da EPF sistemi gibi yüzey
belirleme sistemi arasında bir bağ görevi yapar. Belli
bir zaman süresince yüzey sistemi, tekrar tekrar sabit
deniz yatağı işaret şamandıralarına bağlanırlar. Bu
durum, tamamı sağlanıncaya kadar devam eder.
Deniz yatagı ağları, üçgen ve dörtgenlerden oluşan
zincirler şeklinde sıralanırlar ve bunlar istenen alanın
iyi geometri sabitleri ile kapsanması için gerekli oranda
genişletilir. Bu aynen (geleneksel) klasik sahil ağlarına
benzer
Akustik Sistemler
Su altında kalabilenlerin izlenmesi
Düzenleyici (relay)
radyo
alıcıları
(transponder) su altında kalabilenler
kapsamında olduklarından özel frekans
üzerinde sorgulanırlar; böylece
transponderlerin cevap vermesi sağlanır
ve su altında kalabilenlerin konumu hem
kendi bünyelerinde hem de yüzeydeki
teknede hesaplanabilir.
Uzaktan idare edilen araçların (ROV)
izlenmesi
Yüzeydeki tekne deniz yatağı düzenini
sorgular ve ROV transponderini sıra ile
tetikler; cevap verici (responder) normal
sorgulama frekansında gönderme yapar.
Hem yüzey teknesinin hem de ROV un
yerleri belirlenir.
Akustik Sistemler
Yedekte çekilen araçların izlenmesi
Transponder cevapları yüzeydeki
tekne tarafından direkt alınır ve
yedeklenen araçlardan göbeğe
ait kablolar yolu ile cevaplar alınır
ve iki konumun da belirlenmesi
sağlanır.
Kaynağın yeniden yerleştirilmesi
Vinç, kaynak üzerinde konumlandırılır
ve bırakılma anında yerleştirilen
transponderler kullanılır. Sarkıtma
şeridinin sonuna yerleştirilen
hidrofonla doğru yeniden
yerleştirme yapılır.

Akustik Sistemler
Boru hattı bağlanması
Boru hattındaki transponderler
doğrudan sorgulanırlar. Daha
sonra deniz yatağı düzenleyici
işaret şamandıraları tarafından
da boru hattının
transponderlerinin yerinin
belirlenmesi için sorgulanırlar.
Akustik Sistemler
Bütün Sualtı Konumlama sistemleri (UPF)
otomatikleştirilmiştir.
Deniz
yatağı
işaret
şamandırası, yüzeydeki tekneden gelen frekans
göndermeleri ile sorgulanırlar ve her işaret
şamandırası kendi kimliğinin frekansından cevap
verir. Kenarlar, akustik sinyallerin iki yol gidip
gelmeleri sürelerinden elde edilir. Gemide bulunan
birim, sorgulama oranını denetler, dipten ve yüzey
yansımalarından kaynaklanan çok yönlü sinyalleri
elimine etmek için süzgeç görevi yapar.
Akustik Sistemler

Konfigürasyon (LBL), bir alanın geniş bir bölümünde
yapılacak yakın ölçüm için idealdir. Bu alan, üretim
platformu alanı gibi genişlik konusunda kısıtlanmıştır.
Aynı şekilde bağımsız olarak su altında kalabilenlerin
ölçümü için de idealdir. (Burada su altında
kalabilenlerin
mürettebatı
sorgulama
devirini
denetleyebilir ve seyir verilerini işleyebilir.) Ağ içinde
yedekleme yapılmış parçaların ve ROV ların izleri için
yapılan ölçümlerde kullanılırlar. SBL ve SSBL
şekillerinden daha çok alanları kapsayabilir. Ancak
doğaldır ki ağın oluşturulması ve kalibrasyonu daha
karışıktır.
Akustik Sistemler

LBL ağlarının kalibrasyonu değişik biçimlerde
yapılabilir. Ağın şeklinin ve ölçeğinin düzeltilmesi
için her zaman yerel bir kalibrasyonu içerir. Aynı
zamanda jeodezik konum ve yönlendirme için de
mutlak kalibrasyona sahiptir. Sıkça kullanılan
yöntemler aşağıdaki şekilde görülmektedir. Bu
sistemler, yüzey konumlama verilerinin mutlak
konumu ve yönlendirilmesine dayandıklarından,
kurumlar
tarafından
kolayca
entegre
sistemlerine dönüştürülürler.
Akustik Sistemler
Baz doğrultusunun kesişmesi
Baz hattı işaret şamandıraları çiftler
halinde, baz hattı uzunluğunu elde
etmek üzere sorgulanırlar. Yerel
gridlere ayarlanan (datum), bir
transpondere bağlıdır. Bu doğru
yerelleştirme ve daha sonra yapılacak
yöneltme için gereklidir.
Dizi yönlendirmesi
Yönlendirme, jiroskoplu pusula
başlığıyla, akustik sabitlerden
hesaplanan başlığın karşılaştırılması
sonucunda hesaplanır.
Rüzgar, gel-git, dalga yüzünden oluşan
engellerin telafi edilmesi için ters yönde
de yapılır.
Akustik Sistemler
Yonca yaprak kalibrasyonu
Tekne, diziyle birlikte ve onun çevresinde
seyreder, yüzey PF sistemi ile belirlenir,
kenar
uzunluklarından
yararlanılarak
transponder konumu belirlenir.
Dairesel Kalibrasyon
Transponderler,
yonca
yaprağı
yönteminde olduğu gibi coğrafi olarak
konumlandırılırlar. Bu konumlandırmada
diğer
sistemlerce
belirlenen
tekne
konumlarından transpondere kadar olan
kenar ölçümlerinden
hesaplanır.
Akustik Sistemler
SATNAV kalibrasyonu
Tekne, üç konumda demir atar,
kenar
verileri
ve
uydudan
belirlenen
konumlamadan
transponderlerin
coğrafi
konumlarını belirler.
Statik kalibrasyon
Sabit
platformlar için,
her
transponder normal modda ya da
relay modda çalışır. Baz hattı
uzunlukları doğrudan ve tekrarlı
kenar ölçümlerinden hesaplanır.
Akustik Sistemler
Akıllı transponderlerin kendiliğinden
kalibrasyonu
Özel
bir
komut,
transponderlerin
kendiliğinden kalibrasyon yapma modunu
benimsemelerini sağlar. Bunun mikro
işlemcisi, uzunluk birimleri (rangig unit)
gibi
çalışırlar, diğer transponderleri
sorgularlar ve baz hattı uzunluğunu
uzaktan ölçerek yüzeydeki tekneye
bildirirler.
Dizi yerleştirilmesi (array relocation) ve
yönlendirme
Akustik diziden elde edilen konum
sabitleri, yüzey PF sistemiyle elde edilen
sabitlerle karşılaştırılır. Dizi konumu ve
yönlendirmesi
oluşturuluncaya kadar
ayarlanır.
Akustik Sistemler
Kısa Bazlı Konfigürasyon (SBL)
Akustik Sistemler
SBL sistemleri, datum işaret şamandıralarının yakın
yarıçapları ile çalışmaya uygundurlar. Örneğin, suyun
derinliğine hemen hemen eşit bir yarıçapla. Diğer yandan
“datum” işaret şamandırası izlenecek parçaya takıldığında
(yapıştırıldığında), su altında kalabilenlerin ya da
yedeklenmiş araçların yollarının izlenmesinde de
kullanılırlar. Sık kullanılan bir başka uygulama; tekne deniz
yatağındaki ilgilenilen noktanın düşey olarak tam üzerinde
durmak için olduğu yerde manevralar yapar. Buna benzer
olarak sondaj deliği üzerinde kendiliğinden hareket eden
(gücünü kendisinden alan) sondaj kayığı (filika, mavna)
verilebilir. Bu işleme dinamik konumlama DP adı verilir.
Akustik Sistemler
Eğer, tekne transponder (radyo alıcısı) nın doğrudan üstünde bir
yerinde durursa ve iki deniz altı dinleme cihazı, A ve B
aralarındaki maksimum baz hattı uzunluğunu verecek şekilde
konulmuşsa, transponderden A ve B ye giden ışın yolları eşit
olur. Böylece transponder sinyalleri eşit safhalarda her iki su altı
dinleme cihazına ulaşırlar. Bu anda, gemi yerinden uzaklaşırsa,
A ve B deki sinyal safhaları farklı olur. Bunun sebebi alınan
yoldaki farktır. Bu farkın miktarı, geminin “on - top” konumundan
olan uzaklığına bağlıdır.
Bu yöntemi kullanan tekneye genellikle yay itici pervane ve ona
ek olarak itici (hareket ettirici) ünite yerleştirilir. Faz farkı sinyali
itici kuvvet ünitelerini harekete geçirir. Bunlar, teknenin yeniden
sıfır noktasına dönmesi için gereklidir
Akustik Sistemler
Baştan kıça (gemi boyunca) tek bir işaret
şamandırasının konum belirleme geometrisi
Akustik Sistemler

Dinamik konumlamanın ilkeleri yüzeydeki teknenin alt
kısmına yerleştirilmesinde kullanılabilir. Şekilden de
anlaşılacağı üzere, teknenin transpondere bağlı olarak
yerinini saptanabilmesi için, yalnızca BC baz hattının
uzunluğunun ve transponderin yerinin bilinmesi gerekir. BC
nin uzunluğu, AC sin ile belirlenir. AC nin uzunluğu da,
transponderden yapılan gönderme ile su altı dinleme cihazı
tarafından bunun alınması arasında oluşan aralığın zaman
ayarı yapılarak elde edilir. Ancak bu işlem eğer sorgulama
zamanı
da
biliniyorsa
yapılabilir.
Bununla
birlikte
transponderin gönderme yapmadan önceki
dahili
gecikmesinin de bilinmesi gerekir. Aslında basit bir işaret
şamandırası transponderin yerine geçebilir. Eğer kenar
uzunlukları farkları (R) ölçülebiliyorsa, sorgulama ihtiyacı
ortadan kalkabilir. Toplam uzunluk yerine R nin ölçülmesi
gerekir.
Akustik Sistemler
Sesin hızı (c) biliniyorsa ve dalga sınırının her iki deniz altı
dinleme cihazına geliş zamanlarındaki fark (t) ölçülebiliyorsa
uzaklık farkı hesaplanabilir. t kolayca, iki deniz altı dinleme
cihazındaki faz farkları olarak hesaplanabilir. İki denizaltı dinleme
cihazı arasındaki uzaklık d olmak üzere
R = c t
ve
sin = c t / d
yazılabilir. R artık ölçülmediğinden AB derinliğinin bilinmesi gerekir
ve bu ekosanderden elde edilebilir. Bu yapılırken her ihtimale
karşı BD demirleme (bağlama) doğrusunun uzunluğu ayarlanır.
Böylece,
BC = AB tan
ve  küçük açı olduğundan
tan = sin ve BC = AB (c t) / d
olur.
Akustik Sistemler
hidrofonlar
Uzaklığın ve yönün deniz yatağı işaret
şamandırasından belirlenmesi
Akustik Sistemler
Eğer üçüncü denizaltı dinleme cihazı konursa ve diğer ikisiyle
90 lik bir açı oluşturursa, diğer eksenin baz hattı için de benzer
hesaplama yapılabilir. Bu durumda işaret şamandırasının yönü
ölçülmemiş olur. X ekseni doğal olarak teknenin başı boyunca
uzanır ve relatifden gerçek yöne dönüştürülmesi için cayro
(jiroskop) referansına ihtiyaç duyulur.
Bir transponder kullanıldığında ve R1, R2, R3
kenarları
ölçüldüğünde geminin transpondere göre (bağıl olarak) konumu
şöyle hesaplanır.
R 3  R1
2
x 
2 dx
R1  R 2
2
y 
2
2 dy
2
Akustik Sistemler
d: x ve y eksenlerinde baz hattı uzunluğudur. İşaret
şamandırasına göreli olarak 3-D sabiti için, Z derinliği bilinmek
zorundadır ya da aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilir.
1 2
dx 2
dy 2 
Z   R1  ( x 
)  (y 
) 

3
2
2 
1
2
2
2










dx
dy
dx
dy
2
 y 
 )   R 32   x 

  R2   x 
 y 




2
2
2 
2 




2
2

1
2


Ölçülen derinlikler, belirlemenin kalitesini arttıran redundans
(fazla ölçü) sağlar. Bütün konumlama sistemleri kalibre edilmelidir.
Akustik Sistemler
Bu formüllerde, teknenin sabit ve düz olduğu kabul edlilir.
Unutulmamalıdır ki baz hattı, tekneye deniz altı dinleme cihazı
dizilerinin bağlanmasıyla gösterilir. Her hangi bir sallanma ya da
hareket, hesaplamaları bozar. Bu nedenle bütün sistemler
düşey referans alıcısı içerir ve böylece sallanma ve eğimden
kaynaklanan sorunlar otomatikman halledilmiş olur. Dahası,
teknenin olduğu noktadan gelen deniz altı dinleme cihazı, dizi
merkezinin kolları da düzeltilmelidir (örneğin; sondaj, döner
tablası ya da ekosander transdüceri). Aynı şekilde deniz
yatağında ilgilenilen noktadaki, deniz yatağı işaret şamandıraları
da düzeltilmelidir (örneğin; sondaj deliği).
Akustik Sistemler
Çok Kısa Bazlı (SSBL) Konfigürasyon
SBL şekli özel bir tekne gerektirir. Çünkü baz hattı, tekne
gövdesine takılmış ve hassas olarak konumlandırılmış su altı
dinleme cihazları ile gösterilir. Aynı ilke SSBL yöntemi için de
uygulanabilir. Bütün su altı dinleme cihazları (ve doğal olarak
baz hatları) hemen hemen yalnızca 200-500 mm lik çapı olan
taşınabilir bir yuvada toplanırlar. SBL şeklinde olduğu gibi
transpondere göre bağıl olarak teknenin koordinatları x ve y
ekseninde kullanılmak üzere gereklidir. x ekseninin
yönlendirilmesi, jiroskoplu pusula referansıyla elde edilir.
Akustik Sistemler
SSBL yönteminde, SBL yöntemi için verilen formül pek
kullanılmaz. Çünkü baz hattı, tatmin edici bir çözüm bulunması
için gerekli olan uzunlukta değildir. Bunun yerine faz farkı
ölçümleri yapılır. Transponder sinyalinin fazı, deniz altı dinleme
cihazı çiftlerinde alınırlar. Bu çiftler x ve y eksenlerini temsil
ederler.
İmalatçılar tarafından verilen hata payı, işaret derinliğine eşit
datum işaretin çevresindeki maksimum yatay yarıçapa kadar olan
uzunluğun yüzde biri civarındadır. Böylece, 100 m lik bir derinlikte
derinlikten başlayan 100 m lik yarıçapta 1 m lik konum doğruluğu
beklenir. Bütün sistemin kullanmadan önce kalibre edilmesi
gerekir. Bu işlemlere teknenin bağıl başlama noktasının
ayarlanması işlemlerinden başlanır. Bu işlemler, kapalı ve derin
sularda yapılan testlerle belirlenir.
Akustik Sistemler
Doppler Sonar (Su Altı Ses Ölçümü)
Doppler sonar, 200 metreden daha az derinlikerde, teknenin
hızını ve dipten derinliğinin elde edilmesini sağlar. Bu derinliği
aşan yerlerde gönderilen pulslar deniz tabanından ziyade su
tabakalarından yansımalarla geri gönderilir. Sonuçta hız ve
uzaklık verileri, su kütlesine bağımlı olur. Doppler sonar, iyi
çalışan bir gemi logundan (geminin hızını ölçme aleti) biraz
daha iyidir. Doppler sonar, hareketli su kütleleri dışında,
yalnızca dünyanın yüzeyine göreli uzaklık ve yön ölçüm
değerleri sağlayabilir.
Teknenin deniz tabanı üzerindeki göreli hareketinin yarattığı
doppler frekans kayması tekneden gönderilen akustik pulslarla
hesaplanabilir. Bu pulslar, deniz tabanı boyunca gönderilir ve
yansıtıldıktan sonra tekneye dönerken alınır.
Akustik Sistemler
Akustik Sistemler

Doppler hız verileri, zamanla birleştirilerek mesafe elde edilir.
Gönderimin (transmisyon) yatayla yaptığı açı bilinmelidir. Aynı
şekilde akustik pulsun yayılma hızı da bilinmelidir. Veriler,
gönderme (transmisyon) hattı boyunca hız ve mesafe
konularında bilgi içerir. Genellikle teknenin başı boyunca.
Tekne, gelgit ve akıntılar yüzünden deniz tabanı üzerinde
yengeç gibi hareket edebilir. Tekne (baş kıç vurma) hareketleri
yapar ve dalga hareketleri yüzünden sallanır. Bu nedenle eğer
teknenin başı x eksenini oluşturursa ve alabandadan
alabandaya doğrultu da y eksenini oluşturursa ve 4 puls
gönderilirse - ileriye baş tarafa, geriye kıç tarafına, iskele
tarafına ve sancak tarafına teknenin hızının x ve y
bileşenleri ölçülebilir. Sallanma ve diğer yanıltıcı etkileri
elimine edilir.
Akustik Sistemler
Eğer teknenin baş tarafına göre jiroskoplu pusla tarafından elde
edilen yöneltme verileri, x ve y verilerine uygulanırsa, geminin
gerçek yönü ve hızı düzeltilir ve deniz tabanı boyunca hesaplanır.
Bu basit sistemler doklu (gemi havuzu, rıhtım) geniş gemilerde sık
sık uygulanır. Bunlar sadece başa, kıç tarafına, sancak ve iskele
yönünde
hız verirler. Uydu konumlama
sistemlerinde
uygulanabilen ölçüm sistemi gerçek yol ve hız konusunda etkilidir.
Bu yöntemin doğruluğunun olmaması (zamana bağlı olarak artar)
ve pulse-8 gibi ortadan - uzun mesafeye EPF sistemlerinin
yayılması nedeniyle self olanlarının büyük bir kısmını kaplar.
Buralarda endüstri faaliyetleri gerçekleştirilir. Sonar Doppler
sistemleri günümüz entegre sistemlerinde pek kullanılmazlar.
Akustik Sistemler
İnersial Navigasyon
İnersial (eylemsizlik) maddenin bir özelliğidir. Madde hareketsiz bir
durumdadır ya da düz bir hat üzerinde düzgün, tek yönlü hareket
eder. Dış bir güç, eğer ona etki ederse durumunda meydana
gelen değişiklik dış güçle orantılı olur. Bir eylemsizlik sistemi
jiroskop ve hızlanma ölçücüsü çiftinin x,y ve z düzlemine
sıralanması ile oluşur. Bunlar daha sonra oynak (ya da sabit) bir
çerçeveye yerleştirilir.
Eğer platform bilinen bir noktayla ilişkilendirilirse ve daha sonra
hareket ettirilirse, sonuç hızlanma jiroskop - hızlanma ölçüsü
(akselometre) tarafından algılanır: Bunların çıkışları zamanla
birleştirilerek platformda birim zaman başına katedilen mesafe
bulunmuş olur. Bu üç çıkış çiftleri yön bulunmasında kullanılır. Bu
sistemlerin pahalı olması nedeniyle kullanımları genellikle askeri
ve hükümet çalışmalarıyla sınırlı kalmıştır.
Otomasyon Sistemleri
Ölçme anındaki nokta konumunun belirlenmesi, konumu
belirlenen bu nokta ile bir sonraki konum belirleme noktası
arasındaki doğrultu
üzerinde periyodik aralıklarla derinlik
ölçümleri yapılması ve bu bilgilerin sayısal veya grafik olarak
gösterilmesi, derinlik haritalarının yapımında arzu edilen
hususlardır. Deniz haritacılığında otomasyon, 1950 lerin sonunda
radyo seyir sistemlerinin kullanılmasıyla başlar. Bilgisayar ve
mekanik çizicilerin devreye girmesiyle, delikli okuma kartlarına
girilen konum belirleme okumaları, bilgisayar tarafından
çizdirilmeye başlanmıştır.
Otomasyon Sistemleri
1965 yılında ise, bilgiler serdümenin önündeki ekrana
aktarılmıştır. Klasik çizim aletlerine göre çok daha hızlı bir
elektronik harita gösterimi olan bu ekranlara, bütün seyir bilgi ve
noktaları çizdirilerek, hesapları kolaylıkla takip edilebilmektedir.
1970 lerde okunan veriler, manyetik bant veya kasetlere sayısal
olarak aktarılmaya başlanmıştır. Konum belirlemeden sonra,
etüd sonu çalışmalarında derinlik verilerini otomatik olarak
haritaya dökme işlemlerine de bu tarihlerde başlanılır.
Günümüzde bu sistemlere, radyonavigasyon sistemleri ile
birlikte, yönölçer (cayro), parakete (hız logu) ve uydu sistemleri
gibi birçok konum belirleme sistemleri entegre edilebilmekte ve
verilerin kalite kontrolu anlık olarak yapılabilmektedir.
Otomasyon Sistemleri
Böylece konum belirleme, derinlik ölçme ve haritalama
çalışmaları,
boyutları küçülen
bilgisayarların
araştırma
gemilerine monte edilmesiyle, tek bir sisteme entegre
edilebilmiştir. Böyle bir sistemde, çalışma hatları ve anında
hesaplanan gemi konumları, serdümen önündeki ekrana veya
oto pilota gönderilebilmektedir. Son yıllarda yaygın olarak
kullanılmaya başlanan otomatik konum belirleme, derinlik ölçme,
depolama, veri işleme ve haritalama sistemlerinin klasik ölçme
yöntemleri yerine tercih nedenleri şu şekilde sıralanabilir (Doğan
ve Alpar 1994):
Otomasyon Sistemleri
Azalan rutin işler ve daha az kalifiye eleman gereksinimi,
• Hızlandırılmış işlem ve hesaplamalar,
• Karmaşık işlemlerin gösterime daha kolay sunulabilmesi,
• Emniyet açısından kritik alarm durumlarının anında tespiti,
• Yorucu rutin işlemlerden doğan kişisel hataların azaltılması,
• Gerekli veri ve koşulların standart bir şekilde uygun kayıt
ortamlarına depolanabilmesi,
• Maliyet giderlerinin azalması,
• Gelişen veri işlem kolaylıkları,
• Kullanıcıların
manevralarına
daha
fazla
zaman
ayırabilmeleri.
•
Otomasyon Sistemleri
Gerekli durumlarda sahildeki bir gelgit ölçerden su seviyesi bilgileri
sisteme sokulabilmekte ve derinlik verilerinden su seviyesi
değişimlerinin etkileri çıkartılarak veriler belli bir datuma
indirgenebilmektedir.
Çevresel birimlerden gelen sayısal veri
sinyalleri
alan ve çevresel birimlere sayısal kontrol sinyalleri
gönderen sistem, gerek radyonavigasyon, gerekse uydu verilerini
kullanan konum belirleme aletleri ile gemideki yön ölçer ve hız
ölçerden yararlanarak sürekli mevki koyabilir. Derinlik ölçme
sistemlerinden gelen sayısal derinlik verileri de sistemde depolanırlar.
Sistem, akustik iskandil, sismik, manyetometre ve yandan taramalı
sonar gibi çevresel birimlere, belli aralıklarla veya istenen bazı özel
anlarda konum markalamaları gönderir. Böylece elde edilen veriler
arasında koordinasyon sağlanır. Sistemin doğru çalışması, yan
birimlerin doğruluğuna bağlıdır. Bu nedenle konum belirlemede
mümkün olduğunca fazla konum belirleme sistemi ve sahil istasyonu
kullanılmasına özen gösterilmektedir. Çalışma sonrası elde edilen
veriler, veri işlem teknikleri uygulanarak haritalanabilir.
Otomasyon Sistemleri
Derinlik haritalarında dip topografyası birçok değişik biçimde
belirtilebilir. Yaygın olarak kullanılan seyir haritalarında, yoğun
aralıklarla derinlik değerleri belirtilerek belli aralıklarla eş derinlik
eğrileri çizilmektedir. Ülkemizde memleket kara haritaları içinde
kalan kıyı denizlere ait hidrografik çalışmalar Gauss-Krüger
projeksiyonuna göre çizilmektedir. Diğer bir harita şekli ise,
derinliklerin belli aralıklı eş derinlik eğrileriyle belirtildiği
haritalardır. Bunlar kullanıcının dip topografyasını daha iyi
algılayabilmesini sağlar. Diğer batimetri haritaları ise,
renklendirilmiş haritalar, şekillendirilmiş boyamalı haritalar ve
gölgelendirilmiş şekilli haritalar olup, eş derinlik eğrilerinin
çizilmediği yerlerde gerçek derinlikleri gösteremedikleri için pek
kullanışlı değildirler.
Otomasyon Sistemleri
Hidrografik haritaların yapılması için açılan paftalara önce
jeodezik noktalar işaretlendikten sonra kıyı şeridine ait ayrıntılar
işlenir. Daha sonra her konum noktası için ölçülmüş olan derinlik
değerleri haritaya geçirilir. Profiller, gridler şeklinde alınmışsa,
kesim noktalarındaki derinliklerin birbirleriyle uyuşumu kontrol
edilir. Haritaya geçirilecek değerler, düzeltilmiş ve indirgenmiş
değerler olmalıdır. Otomatik veri toplama, depolama ve işleme
sisteminde, haritalama işlemi yapılmadan önce sistem
konfigürasyonu, çalışma hatları, veri tabanları ve gelgit dosyaları
hazırlanmalıdır. Daha sonra kayıt verilerin, işlenebilir XYZ
dosyalarına formatlanması, ölçme noktaları ve yardımcı seyir
istasyonlarının XY koordinatlarının datum indirgemesi yapılır. Bu
çevrimdeki en önemli işlemler, derinlik düzeltmeleri ile ilgili
olanlardır (Doğan ve Alpar 1994):
Otomasyon Sistemleri
Gelgit Düzeltmesi:
•
•
•
•
Su seviyesi verilerinin hazırlanması,
Temel istasyondan olan zaman farkına göre gelgit hesabı,
Ortalama gelgit seviyesinin girilmesi,
Derinlik dosyalarının düzeltilmesi.
Ses Hızı Düzeltmesi :



Sudaki ses hızlarının derinliğe göre sisteme girilmesi,
Bu verilerin dosyalanması,
Derinlik dosyalarının düzeltilmesi.
Bundan sonra, kaydedilen ham derinlik verilerinin ses hızı, gelgit
ve transdüser derinliği düzeltmeleri, hazırlanan veri dosyalarına
göre sistem tarafından otomatik olarak yapılır
HİDROGRAFİK HARİTALARDA KULLANILAN
PROJEKSİYON SİSTEMLERİ
Yeryüzü düzlem bir yüzey olmadığından, harita çiziminde amaca
en uygun koşulları gerçekleştiren projeksiyon yöntemi seçilir.
Projeksiyon yönteminin özelliğine göre, haritada açı, uzunluk
veya alan deformasyonları oluşur. Amaca uygun projeksiyon
yönteminin seçilmesi ile bu deformasyonları azaltma veya
bazılarını yok etme olanağı vardır. Hidrografik haritaların büyük
çoğunluğunu oluşturan deniz haritalarının çiziminde, kolay ve
ekonomik seyir istekleri birinci derecede etkili olduğundan,
genellikle en kısa yol (ortodrom) seyrine veya sabit rota
(loksodrom) seyrine olanak sağlayan Gnomonik ve Mercator
projeksiyon
yöntemleri
uygulanır.
Kara
haritalarının
tamamlanması amacıyla yapılan çizimlerde ise kara haritasına
ilişkin projeksiyon yöntemi uygulanır
Mercator Projeksiyonu
Mercator projeksiyonunun temel ilkesi, dünyaya ekvator dairesi
boyunca teğet olduğu düşünülen bir silindir üzerine izdüşüm
yapılmasıdır. Mercator projeksiyonu, açı koruyan normal
konumlu bir silindirik projeksiyondur. Mercator projeksiyonunda
meridyen ve paralel daireleri birbirine dik doğrular şeklinde
oluşur. Meridyeni temsil eden doğruların aralıkları eşit
olmasına karşın, paralel daire doğruları ekvatordan
uzaklaştıkça ara uzunlukları artar. Mercator projeksiyonun
başka bir özelliği, dünya üzerinde meridyenlerle sabit açı
yapan ve loksodrom adı verilen eğrinin harita üzerinde bir
doğru olarak görülmesidir. Bu özellik gemi ulaştırmacılığında
büyük önemi olan sabit açılı rota seyrine olanak
sağladığından, Mercator projeksiyonu deniz haritaları için çok
kullanılan önemli bir projeksiyondur.
Mercator Projeksiyonu
Mercator Projeksiyonu
Mercator projeksiyonuna göre hazırlanmış haritalarda tam
ekvator üzerindeki bölgeler için deformasyon yoktur. Ancak
ekvatordan uzaklaştıkça deformasyonlar büyüdüğünden,
yöntem maksimum 60 enlemine kadar uygulanabilir. Fakat
40 enleminden sonra haritalarda önemli ölçüde alan
deformasyonu ortaya çıkar.
Mercator Projeksiyonu
Gemicilikte modern seyir olarak adlandırılan elektronik seyirde,
geminin herhangi bir andaki konumunun belirlenmesinde,
belirli istasyonlara göre ölçülen uzaklıkların ve doğrultuların
Mercator projeksiyonuna göre yapılmış bir haritaya doğrudan
işaretlenmesi kolay değildir. Çünkü radyo dalgalarının
yörüngeleri birer büyük daire eğrisidir. Bu projeksiyonda büyük
daire eğrisi bir doğru şeklinde oluşmaz. Ancak bu eğrilerin
açıklık açıları, mercatoryal açıklık açısına dönüştürülerek
haritaya işaretlenebilir. Dönüşüm için genellikle daha önceden
hazırlanmış çizelgelerden yararlanılır. Mercator projeksiyonuna
göre yapılmış haritalarda, en kısa yol olan büyük daire eğrisi,
küçük loksodrom parçalarına bölünerek sabit rotalar ile en kısa
yol üzerinde ekonomik seyir olanağı vardır.
Gnomonik Projeksiyon
Gnomonik projeksiyon yönteminin temel ilkesi, dünyaya kutup
noktasında teğet olduğu düşünülen bir düzlem üzerine
izdüşüm yapılmasıdır. Burada projeksiyon merkezi, dünyanın
merkezi ile çakışık olduğundan paralel daireleri birer daire,
meridyenler ise bu daireleri eşit parçalara bölen birer yarıçap
şeklinde oluşurlar. Projeksiyon yüzeyinin teğet noktasından
uzaklaştıkça deformasyonlar hızla büyüdüğünden, 60 den
daha küçük enlemlerde yapılacak haritalar için bu projeksiyon
yöntemi uygulanmaz.
Gnomonik Projeksiyon
Gnomonik Projeksiyonu
Gnomonik projeksiyonun gemiciliği ilgilendiren en önemli
özelliği, iki nokta arasında en kısa yol olan büyük daire yayının
(ortodrom eğrisinin) harita üzerinde bir doğru parçası olarak
görülmesidir. Gnomonik projeksiyonda büyük daire yayı her
noktada meridyenle değişik açı yaptığından gemi rotasının
sürekli değiştirilmesi gerekir. Bunun uygulanması zordur. Bu
nedenle Gnomonik projeksiyona göre çizilmiş deniz haritaları,
genellikle Mercator projeksiyonlu haritalarla birlikte kullanılır.
Elektrometrik
dalgaların
yörünge
eğrisi,
Gnomonik
projeksiyonda doğru olarak görüldüğünden, bu projeksiyona
göre yapılmış haritalar, elektrometrik konum belirleme veya
elektronik seyir için büyük kolaylık sağlarlar.

similar documents