Küresel Konumlama Sistemi; GPS. Günlük hayatımızda GPS olarak kullandığımız ama tam olarak ne olduğunu bilmediğimiz bir konu aslında bu GPS konusu.
Bu kısaltmanın açılımı Global Positioning System olarak yapılır, Türkçe karşılığı ise Küresel Konumlama Sistemi olarak yapılabilir.
Tarihsel olarak incelendiğinde, 2. Dünya Savaşı sırasında LORAN (Long Range Navigation) adıyla geliştirilen bir teknoloji, gemi ve uçakların konumlarını belirleme amacıyla kullanılmıştır. Bu teknoloji, 1956 yılında Alman asıllı Amerikalı fizikçi Friedwardt Winterberg tarafından atom saatleri kullanılarak yörüngeye yerleştirilecek uydular aracılığıyla Genel Görelilik kavramını ortaya atmasıyla dikkat çekiyor. 1957 yılında Sovyet Birliği’nin uzaya Sputnik’i göndermesi, GPS için önemli bir ilham kaynağı olmuştur.
İki Amerikalı fizikçi, William Guier ve George Weiffenbach, Johns Hopkins Üniversitesi’nin Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda (APL) çalışmaktadır. Sputnik’in radyo sinyallerini izlemeye karar veren Guier ve Weiffenbach, bu görevi hızla gerçekleştirmişlerdir. 1960’ların ortalarında Amerikan Savunma Bakanlığı’nın güvenlik açısından kritik bir öneme sahip olan bu teknoloji, o dönemde Tamamen Gizli Mühendislik Çalışması olarak sürekli geliştirilmiş ve 1980’lerde sivil kullanıma açılmıştır. Günümüzde ise küresel çapta, iş ve sosyal hayatımızda vazgeçilmez bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır.
Görelilik Kavramı
Zaman
Yerçekimi
Hız
Bunu aslında Albert Einstein‘in Genel Görelilik ile anlatmaya çalıştığı konuyla olan bağlantısını anlatmaya başlayarak açıklamak daha iyi olacaktır. Birlikte ele alındığında Özel görelilik ve Genel Görelilik; zaman, yerçekimi ve hızın kesiştiğini açıklayan birleşik bir görelilik kuramıdır, göreliliğin etkisi ise ancak ışık hızında ya da ışık hızına yakın seyahat edildiğinde yani oldukça büyük mesafede yolculukla gözlemlenebilir bir şeydir.
Bugün nerdeyse hepimiz Einstein’in varsayımı ve az önce bahsettiğimiz kuramı gösteren bir cihaza sahibiz. Akıllı telefon olarak tanımlanan bu cihazlar ile ufak sapmalarla yerlerimizin tespiti yapılmaktadır. Peki akıllı telefon içindeki çip ile mi mümkün, yoksa çok daha fazlası mı söz konusu.
İşte bunun olmasını sağlayan aslında konumlamadır. Konumlama nasıl oluyor da böyle başarılı çalışıyor peki?
Nasıl Çalışır?
Her akıllı telefon içerisinde çip bulunmaktadır, GPS sadece dünya yörüngesindeki uyduların ağına değil, aynı zamanda göreliliği de hesaplayarak bunu yapar, GPS her 30 saniyede bir radyo sinyali gönderir ve bu sinyalde sinyal zamanı ile birlikte sinyal konumu da mevcuttur, sinyal saatinde iletim saati, 138 milyon yılda en fazla 1 saniye hata payı olan atomik saatten alınmaktadır, uyduların dünya atmosferinde yörüngede olduğu ve hareketleri prensip doğrultusunda olmasına rağmen yeryüzünde radarlar kullanılarak yine de sürekli takip edilir, bu veri alışverişi otuz saniyede bir sürekli tekrarlanmaya devam eder.
Trilaterasyon Matematiği
Cebimizdeki telefonun olması, gökyüzünde hatasıza yakın bir veri alışverişi olması tek başına yeterli değildir, az önce bahsettiğimiz otuz saniyede bir gerçekleşen bilgi alışverişinin 3 ayrı uydu tarafından gerçekleşmesi de gereklidir. Radyo mesajlarının ışık hızında hareket ettiğini biliyoruz. Cebimizdeki telefon, uydunun sinyali ne kadar uzaklıktan gönderdiğini hesaplayabilir. Bunu üç farklı uydu ile yaptığında ve bu uyduların iletiyi gönderdiğinde nerede olduklarını bildirdiğinde, triletasyon matematiği kullanılarak cebinizdeki telefonun konumu hesaplanmış olmaktadır, yani üç uydunun aldığı toplam veri için yandaki resme bakarak anlamaya çalışalım, her bir uydu bir çember çizerek arama yaparken sizin o an hangi çembere yakın olmanız ortadaki yuvarlak ile belirtilen nokta ile gösterilen yer çıkmaktadır, bu da hatasıza yakın bir konum sağlamaktadır, hesaplamayı güçleştiren bir faktör ise aranan nesnelerin veya insanların 2 boyutlu değil, 3 boyutlu olması ve bu aramayı düz bir zemin üzerinde değil, dünyamız olan küre üzerinde yapıyor olmasıdır.
Nesneler, insanlar ve doğal olarak dünyamız da hareket halindedir. Özel görelilik kuramına göre, ne kadar hızlı hareket edersek, hareket etmeyen birine göre zamanın daha hızlı geçtiğini görürüz. GPS uydular ise dünyamız çevresinde 14.000 km hızla dönmektedir, böyle bir hız söz konusu olduğunda hata payı ile hesaplanabiliyor olması bile muhteşem bir şey,
Küresel Konumlama Sistemi, sonuçta yakın çağımızın inanılmaz doğrulukta teknolojik hizmetini insanların kullanımına sunmuş oluyor. Özel ve Genel Görelilik fikirlerini anlama konusunda hemen her insan anlama konusunda zorluk çekiyordur. Detaylar bizlerin kafasını karıştırıyor da olabilir, işte bunu bu kadar kolaylaştıran teknoloji sayesinde bilsek de bilmesek de bu teknoloji ile birlikte her gün vakit geçiriyoruz.
Küresel Konumlama Sistemi; GPS makalemizi beğendiğinizi umuyoruz. 🙂
@tarihlibilim
#sci #science #gps #history #3dscince #tecnología #metaverse #tarihlibilim
https://www.tarihlibilim.com/post/telefonun-icadi/