GIPSY-OASIS Yazılımı

California eyaletinin Pasadena kentinde, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) bünyesinde yer alan Jet Propulsion Laboratory (JPL) tarafından geliştirilen GIPSY-OASIS yazılımı, doğru veriler yardımıyla otomatik, hızlı ve yüksek hassasiyetli GPS/GNSS veri işleme yazılımıdır. Dünya üzerinde yaygın kullanım ağına sahip programlar arasında yer alan GIPSY-OASIS yazılımı, PPP (Precise Point Positioning) yöntemi ile sabit istasyona ve eş zamanlı oturumlara gerek duymaksızın, tek alıcı ile yapılan birbirinden bağımsız ölçüm verilerini yüksek doğrulukta değerlendirme imkânı sunan ender yazılımlardandır. Aynı zamanda diğer bazı yazılımlar (Bernese vb.) gibi Rölatif (Bağıl) Konum Belirleme çözümleri de sunmaktadır.

PPP yöntemi Mutlak Konum Belirleme yöntemleri arasında yer alır. 1970’li yıllarda ortaya atılan bu yöntemin amacı, tek bir alıcı ile oldukça yüksek konum

doğruluğuna ulaşmaktır. Yöntem sıfır-fark yönteminin özel bir durumu olup, DGPS ve RTK gibi sabit istasyona ihtiyaç duymaz. PPP yöntemi IGS, CODE, JPL vb. merkezlerden yayınlanan uydu yörünge ve saat düzeltmelerini (hassas efemeris) kullanarak tek bir GPS/GNSS alıcısının konumunun yüksek hassasiyetle belirlenmesi temeline dayanır (Alçay ve ark., 2013).

Aşağıda uydu yörünge ve saat bilgilerini (hassas efemeris) internet üzerinden ücretsiz olarak yayınlayan kuruluşlardan en çok bilinenleri ve geliştirip kullandıkları yazılımları gösterilmiştir.

Çizelge 4.2. Uydu yörünge ve saat bilgilerini yayınlayan bazı kuruluşlar ve yazılımları (Tuşat ve Turgut, 2004) KURUM VEYA KURULUŞUN ADI KULLANILAN BİLİMSEL YAZILIM

Center for Orbit Determination in Europe (CODE) BERNESE

Jet Propulsion Laboratory (JPL) GIPSY-OASIS

Scripps Orbit and Permanent Array Center (SOPAC) GAMIT/GLOBK

National Geodetic Survey (NGS) PAGE5

GIPYS-OASIS yazılımı PPP yöntemi ile cm düzeyinde hassasiyetle ülke ve bölgesel ağların ölçümlerini değerlendirebilmektedir. Bu da maliyet yönünden büyük avantaj sağlamaktadır. Hem benimsediği yöntem, hem de bilimsel bir yazılım olması hasebiyle yazılımda yayın efemerisi kullanılmaz. Yukarıda isimleri verilen IGS, CODE, JPL vb. kuruluşlar tarafından hizmete sunulan uydu yörünge ve saat değerlerinin doğruluğunun gün geçtikçe artması, PPP yöntemine dolayısıyla GIPSY-OASIS gibi yazılımlara da ilgiyi artırmıştır.

JPL’nin 25 yılı aşkın süredir GPS veri analizi tecrübesi ile geliştirilen yazılımın bugün itibariyle son versiyonu 6.4’tür. 20’den fazla ülkede yüzlerce araştırma ve eğitim kurumları tarafından kullanılmaktadır.

Yazılımın özellikleri şöyledir:

- Küresel Navigasyon ve Uydu Sistemleri (GNSS) ile elde edilen verilerin analizi

- Küresel Konumlama Sistemi (GPS)

- Rus GLONASS

- Fransız DORIS

- Hassas santimetre düzeyinde GNSS tabanlı konumlama ve zamanlama - Alçak yörüngeli ve GNSS sistemleri dâhil bütün uzay platformları - Uçaklar

- Statik veya hareketli yer (karasal) istasyonları - Zaman transferi

- Üst düzey tek kullanıcı ara yüzü hassas konumlandırma uygulamalarının çoğunluğunu destekler

- JPL’nin GPS yörünge ve saat ürünlerini kullanarak, tek alıcı belirsizlik çözünürlüğü

- Gelişmiş filtre ve esnek bir süreç ile daha yumuşak gürültü modelleme - Geometrik etkileri karmaşık modeller

- Günlük ve uzun dönem dünya oryantasyon (kutup hareketi ve UT1) varyasyonları

- Katı dünya gövdesi gelgit deformasyonları - Okyanus gelgit yükleme deformasyonları - Verici ve alıcı anten kalibrasyonları

- GPS ve GLONASS tutum modelleri

- Faz sarma

- Taşıt tutumu için Kuaterniyon girişi (örn. uçak) - Genel görelilik

- Kabuk plaka hareketleri (referans çerçevesi) - İkinci dereceden iyonosfer

- Kuru ve ıslak troposfer haritalama fonksiyonları (GPT, GMF, VMF, Niell)

- Dünya yörüngesi için kuvvet modellerinin karmaşık modelleri - Yüksek mertebeden dünya statik yerçekimi alanları - Atmosferik sürüklenme

- Katı yer, okyanus ve kutup gelgit yerçekimi alanları - Güneş ve karasal radyasyon basıncı

- Görelilik

- Güneş, ay ve gezegenlerin üçüncü gövde etkileri - Özel ve uzay şeklinin genel modelleri

- Yazılım modüllerine eşlik eden dokümantasyon ve çevrimiçi yardım

GIPSY-OASIS'de veri filtreleme ve editleme ana hatlarıyla aşağıdaki gibi yapılmaktadır:

Programın filtereleme modülü NINJA’dır. Ninja modülü RINEX formatındaki veri dosyasını okuyarak Fortran ikili modda scratch isimli dosyaya çevirir. Daha sonra bu dosya editleme modülü olan TURBOEDIT modülüne gönderilir.

Turboedit modülü, alıcı saati, selective availability, uydu yörüngeleri ve geometrisi, anten hareketi, troposferik etkiler haricinde RINEX dosyasına uyuşum testi ve faz kesikliği testi uygular (%99 güvenilirlik ile). Ninja modülü, kullanıcının isteğine göre ham RINEX dosyasını seyreltir (bazı epoklar silinir) ve faz gözlemlerinden yararlanarak pseudorange verilerindeki gürültüyü azaltır (carrier-smoothes the pseudorange).

Her bir uyduya ait filtrelenmiş verileri ikili modda fortran scratch isimli dosyaya yazar. Daha sonra bu dosya qm (quick measurement) dosyasına çevrilir ( Burada bazı filtereleme işlemlerine çok uzun ve komplike olduğu için değinilmemiştir).

GIPSY-OASIS yazılımında post-processing işlemine başlamadan önce bilinmesi ve hazırlanması gerekenler işlemler ile gerekli temel dosyalar kısaca şöyledir:

- Alıcı türünün bilinmesi gerekir (Cross-correlated, Z tracking, semi codeless, vs).

- Ham RINEX dosyasından GLONASS uydularının silinmesi önerilir. GLONASS uydu verileri yeterli düzeyde teste tabi tutulmadığı için sonuçları GPS uyduları kadar güvenilir değildir.

- Alıcı anten faz merkezi kalibrasyon dosyası gereklidir. - Alıcının yaklaşık koordinatları bilinmelidir.

- Anten ve alıcı türü ve isminin GIPSY-OASIS'in kütüphanesinde tanımlı olması gerekir.

- GLONASS verilerini silmek için TEQC programına ihtiyaç vardır. - İnternet bağlantısı,

- Komutların yazılı olduğu script dosyası,

- Process stratejisine bağlı olarak gerekli diğer dosyalar (okyanus yükleme etkisi, IONEX dosyası vb.),

- Yüksek doğruluk için en az 6-12 saatlik oturum gereklidir.

Bunların doğru bir şekilde elde edilmesi ve hesaplanması sonucunda başarılı bir değerlendirme işlemi yapılmış olacaktır.