GPS’İN TANIMI 

Global Positioning System, yani GPS, kısaca, dünya yörüngesine navigasyon amaçlı atılmış olan uydulardan alınan sinyalleri değerlendirerek, enlem, boylam ve yükseklik olarak dünya üzerindeki kesin yerimizi belirleyen cihazlara verilen genel isimdir. 
GPS alıcı cihazlarının çalışmasını sağlayan uydular ABD tarafından 1978 yılında yörüngeye atılmaya başlanmıştır. 1994 yılına gelindiğinde, sistemi bugünkü hassasiyetine ulaştıran son uydular da yörüngeye atıldı. ABD bu uyduların bakım ve yenileme işlemlerini yapmaktadır. 

İlk GPS Uygulamaları 
İlk GPS uygulamaları askeri ve havacılık alanlarında başladı. ABD, ordusuna birçok durumda lokasyon belirleyebilen ve askerlerinin her durumda ana kamplarına dönmelerini sağlayacak bu sistemi dağıttı. Aynı şekilde havacılık alanında da bu cihazın üstünlüğü tartışılmazdı. Cihaz, en düşük görüş seviyelerinde ve en karışık uçuş rotalarında dahi pilotların lokasyonlarını tam olarak belirleyebiliyordu. 

GPS ve Sivil Kullanım 
1980 yılında bu sistem askeri amaçların dışında sivillerin kullanımına sunuldu. Bununla birlikte ABD sistemin istenmeyen kişiler tarafından kullanılmasını engellemek amacı ile, uyduların yaptığı yayını bilinçli olarak değiştirerek, lokasyon belirleme hassasiyetini 100m'lerin üzerine çekti. Bu müdahalenin adı Selective Availibility veya SA'dır. Buna rağmen, ilk GPS cihazları büyük ve pahalı aletler olması nedeni ile, özellikle denizcilik sektöründe kullanım alanı buldu. Mevcut hassasiyet (>100m) denizde sorun yaşatmıyordu. 
SA, 2000 yılı Mayıs ayında Başkan Clinton tarafından süresiz olarak kapatıldı. Bu tarihten itibaren, sivil amaçlı GPS alıcılarının satışında patlama yaşandı. Ürünlerin satışları arttıkça, fiyatları düştü ve daha yaygın hale geldiler. Bugün, pahalı bir cep telefonu fiyatına, bir daha kaybolmamanızı sağlayacak bir GPS alıcısı temin etmek mümkün. 
Aynı şekilde GPS alıcılarının boyları ufaldı, marifetleri arttı. Günümüz alıcıları, cep telefonu boyutlarında olup, 4-5m hassasiyetle lokasyon belirleyebilen ve birçok navigasyon fonksiyonuna sahip cihazlardır. 

GPS BİLEŞENLERİ 

GPS sisteminin 3 ana bileşeni bulunmaktadır; 
Uydular, yer kontrol istasyonları ve GPS alıcıları. 
Uydular, toplam 27 adettir (şu an için). Bunların 24 adedi sinyal gönderir, 3 adedi ise yedektir. 
Uydular, her gün dünya etrafında 2 tam tur yaparlar ve her birinin sabit bir yörüngesi bulunmaktadır. Bu uydular sadece navigasyon amaçlı olarak yörüngede bulunmaktadır ve başka amaçla kullanılmazlar. Her uyduda bir atom saati bulunmaktadır. Bu saatlerin yanılma payı çok düşüktür. 
Yer kontrol istasyonları, ABD'de olup, sürekli olarak uyduların yörüngelerini takip eder ve gerekiyorsa uyduların yörüngelerine geri sokulması işlemini yapar. Aynı zamanda, uyduların atom saatleride kontrol edilerek gerekiyorsa düzeltme yapılır. 
GPS alıcıları, sivil veya askeri amaçlı kullanıcıların elindeki cihazlardır. Bu cihazların görevi, uydulardan gelen mesajları yorumlayarak lokasyon bildirmektir. 

GPS ÇALIŞMA ŞEKLİ 

GPS alıcıları, uydulardan gelen sinyallerden temel olarak 3'ünü dinler; 
1. Almanak Bilgisi : Bu bilgi yayının yapıldığı uyduyu tarif eder ve tüm uyduların yörünge bilgilerini içerir
2. Uydunun O anki Pozisyonu : Yayının yapıldığı anda uydunun yörüngesi üzerinde bulunduğu noktayı gösterir
3. Mesajın saati

Alıcı, bu bilgileri aldıktan sonra, mesajın atıldığı (mesajın içinde kayıtlı) ve alındığı saati karşılaştırır. Radyo frekansının atmosfer içinde seyahat ettiği hız belirli olduğundan, süre x sinyal hızı = uzaklığı verecektir. Alıcı cihazların hesaplama algoritmaları, mesajın ionosfer ve troposferden geçerken daha yavaş geçeceğini hesaba katmaktadır. 
Bu hesaplama sayesinde alıcı cihaz, uydudan ne kadar uzakta olduğunu bilmektedir. Bununla birlikte, alıcı için bu tek uydudan gelen uzaklık bilgisi yeterli değildir. Uydunun yaydığı sinyal her yöne dağılmaktadır. Bu yüzden, alıcı uydudan sabit bir uzaklıkta (hesaplama sonucu) fakat herhangi bir yönde olabilir - dolayısı ile uydunun merkez kabul edilebileceği bir kürenin dış yüzeyinde herhangi bir noktada olma ihtimali bulunmaktadır. Bu hesaplama bize kesinlikle sabit bir koordinat vermeyecektir. Bu yüzden alıcı cihazın en az 3 uydudan uzaklık hesaplaması gerekmektedir. 3 Boyutlu düşünüldüğünde, 3 kürenin kesişimi 2 nokta olabilmektedir. 

Tek uydu 3 boyutlu olarak uzayın her yönüne sinyal yayar. GPS cihazı bu sinyalleri aldığında, bir uzaklık hesaplar. Bu ölçümle, cihaz kendisinin uydunun merkezde olduğu ve uydudan eşit uzaklıkta 3 boyutlu olarak herhangi bir noktada olduğunu düşünür. Ortaya çıkan şekil bir küredir.



İkinci bir uydudan daha sinyal aldığında, artık sadece iki kürenin kesişiminde bir yerde olduğunu hesaplar. Bu durumda, bu kesişim elips şeklinde bir alan olduğundan yinede kesin bir nokta hesaplayamaz.



Üçüncü bir uyduyu daha bulduğunda, artık üç kürenin kesiştiği iki kesin noktadan birinde olduğunu bilir. Bu iki noktanın dünya üzerindeki izdüşümleri aynı enlem ve boylamı veriri fakat yükseklikleri farklıdır. Bu durumda GPS alıcısı, enlem ve boylam hesaplayacak durumdadır, fakat, yükseklik hesaplaması mümkün değildir. Dördüncü uydudan da sinyal alındığında artık alıcı kesin olarak dünyanın neresinde olduğunu bilmektedir

Günümüz GPS alıcıları paralel olarak 12 uyduyu takip edebilirler. 

KULLANIM TEMEL FONKSİYONLARI 

GPS'in temel fonksiyonu size enlem boylam cinsinden lokasyon bildirmektir. Bu bilgiyi daha sonra bir harita üzerinde değerlendirmek gereklidir. Bununla birlikte, günümüzde GPS alıcıları son derece gelişmiş teknolojiler kullanarak, kendi hafızalarında detaylı haritalar tutarak, lokasyonunuzu harita üzerinde gösterebilirler. Bunun yanı sıra, saniyede bir lokasyon tayini yaptıklarından, birçok diğer hesaplama bu işin yanında yapılabilmektedir. Bunlardan ileride bahsedilmektedir. 

GPS kullanırken aşina olunması gereken 3 ana fonksiyon bulunmaktadır: 
Waypoint : Rotanızın üzerindeki önemli noktalara koymuş olduğunuz koordinat cinsinden işaretlerdir. Örnek: bir doğa yürüşü sırasında bir nehri geçmek için uygun bir yer bulduysanız (köprü, sığlık v.s.) GPS'iniz ile bu noktaya bir waypoint tarif ederek, geri dönüş yolunda bu geçiş noktasını tekrar bulmanızı garanti edebilirsiniz. Way point fonksiyonunda GPS'inizin yaptığı waypoint tarif ettiğiniz noktayı hafızasına kaydetmektir. Waypoint fonksiyonu dünya üzerinde tekrar bulmak istediğiniz herhangi bir noktayı işaretlemek için çok kullanışlıdır (Eviniz, kampınız, tırmanmaktan keyif aldığınız 6+ kaya v.s.) 
Route (Rota) : Rota, birden fazla waypoint'in bir araya gelmesinden oluşur. Bir yürüyüş esnasında birden fazla waypoint yarattıktan sonra, cihazınıza bunları Route haline getirmenizi söyleyebilirsiniz. Bu sayede, geri dönmek istediğinizde cihaz sizi tek tek route üzerindeki waypointlere sırayla götürür. 
Track (Trackback): GPS'inizin üzerine geçtiğiniz yolun tamamını kaydetmenize Track adı verilir. Cihazın yaptığı temel olarak geçtiğiniz tüm yolları işaretleyerek yolu - terim yerinde ise - yeniden çizmektir. Track fonksiyonu açık bir GPS'in ekranına baktığınızda geçtiğiniz yolu bir çizgi olarak görürsünüz. Trackback, artık birçok GPS'de rastlayabileceğiniz bir özellik. Ticari isimleri farklı olsa da fonksiyonun yaptığı iş aynı : Kayıtlı bir Track'in başına veya sonuna GPS'in yönlendirmesi ile gitmek. Bunun anlamı şu; GPS, geçtiğiniz yolu aynı şekilde geri dönmenizi sağlayacak yönlendirmeleri ekranda yaparak sizi track'in başına veya sonuna ulaştıracaktır. Eğer track'in dışında iseniz, önce sizi en kısa yoldan track'e sokacak ve istediğiniz noktaya ulaştıracaktır. 
İhtiyacınıza göre Route veya Track seçimi yaparak GPS'inizi kullanabilirsiniz. Track fonksiyonu çok daha hassas bir navigasyon sağlamakla birlikte hafızayı çok işgal edecektir. Route ise daha az hafıza karşılığında daha düşük navigasyon hizmeti verecektir. Bu durumda seçim, tamamen bulunduğunuz ortama bağlıdır. Zorlu arazi koşullarında Track, açık alan, deniz gibi koşullarda Route tercih etmek uygun olacaktır. 

KULLANIM İLERİ ÖZELLİKLER 

Öncelikle GPS cihazı yukarıdaki bilgilere ek olarak birçok diğer bilgiyi de verir: 

- Süratiniz (Hareketinizin tümleşik süratidir - belirli bir yönde ilerleyen bir tekne aynı zamanda akıntı yüzünden sürükleniyorsa, GPS'in vereceği sürat, ilerleme sürati +(-) sürüklenme süratidir. 
- Yükseklik
- Yön (Sürat ile ilgili uyarı yön için de geçerlidir) 
- Ve bunlara bağlı birçok diğer parametre (hedefe kalan zaman, ortalama sürat, yükselme hızı, hedefin yönü, hareketin yönü, toplam kat edilen uzaklık, hedefe kalan uzaklık v.s.) 

Bazı GPS'lerde barometrik altimetre ve dijital pusula bulunabilir. Bu durumda, yükseklik değerleri (barometreyi düzenli kalibre ettiğiniz sürece) daha hassas olacaktır. Aynı şekilde GPS'iniz seçimli olarak hareketinizin veya yüzünüzün dönük olduğu yönü gösterecektir. 
GPS cihazlarının hafızaları limitlidir. Bu yüzden bu cihazlarla ciddi olarak uğraşanlar kısa bir süre içinde cihazlarını bir PC'ye bağlayarak bilgilerini (waypointler, track'ler ve route'lar gibi) kaydetmek, düzenlemek ve yeniden cihaza aktarmak isteyeceklerdir. Bunun yanı sıra, cihazlarına gittikleri bölgelere ait detaylı haritalar yüklemek isteyeceklerdir. 
Bu işlemler için internet üzerinde birçok program mevcuttur (EasyGPS, OziExplorer etc.). Bu programlar birçok GPS cihazı ile çalışırlar. Bununla beraber üretici firmaların kendi GPS 'leri için geliştirdikleri yazılımlar hem daha fazla fonksiyonu desteklemektedir, hemde genel olarak daha güvenilir oldukları söylenebilir. Aynı zamanda, bu yazılımlar, internet üzerindekilerden farklı olarak satın alınan haritaların yüklenebilmesine de olanak verirler. Bu konu oldukça derin olduğundan daha detaylı bilgi internet üzerindeki e-gruplardan alınabilir (Yahoo: Gps-Turk). 

SONUÇ ve DİKKAT EDİLECEK NOKTALAR 

- GPS cihazı insan hayatını yön bulma konusunda çok kolaylaştırsa da, tamamen cihaza güvenmek doğru değildir. Her durumda yanınızda bir pusula ve bir harita olması en güvenli seçimdir (Bkz. Bu sitenin Pusula Kullanım bölümü). 
- Eğer bir GPS ile navigasyon yapmaya karar verdiyseniz mutlaka yanınızda yedek pil bulundurmalısınız. 
- Güvenlik açısından kampınızın koordinatlarını bir kağıda not ediniz. Ayrıca, GPS'inizin harita datum'unun elinizdeki harita ile eşleşmiş olduğuna emin olunuz. 
- Acil yardım çağrısı yapmak ihtiyacı duyarsanız koordinatlarınızı bildirdiğinizde, datum bildirmeyi ihmal etmeyin. 
- Yoğun orman örtüsü altında GPS'inizin hassasiyeti düşecek ve hatta lokasyon yapamayabilecektir. Bu tür durumlarda Track fonksiyonunu kullanmanız daha uygundur. Bu sayede Track'in en son kaydettiği noktaya kadar geriye navigasyon yapabilirsiniz. 

Sonuç olarak bir GPS cihazı, kullanım amacı ne olursa olsun, kullanıcısına sonsuz fayda sağlayan bir cihazdır. Bu kısa yazıda bu cihazların yapabildiklerinin neler olduğu hakkında sadece fikir vermek mümkündür. GPS sistemi son derece gelişmiş elektronik ve iletişim teknolojisi kullanarak çalışmaktadır. Bu konu ile ilgili daha detaylı bilgi arayan kullanıcılar internet üzerinde bulunan geniş kaynaklara başvurmalı veya konu ile ilgili seminerlere katılmalıdırlar.