Hidrografi ve Oşinografi Elektrometrik Konum Belirlemede Kullanılan Aletler Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler 1. Hidrodist Hidrodist, hidrografik ama ç lar i ç in geli ştirilmi ş mikro dalgalarla uzunluk ö l çü m ü yapan bir tell ü rometre sistemidir. Hidrografi ta ş t n n konumu, ö l çü len iki uzunlu ğ un fonksiyonu olarak bulunur. Ana alet (master), ö l ç melerin yap ld ğ hidrografi ta ş t nda, 2 adet kar ş alet (remote) k y daki iki jeodezik noktada bulunur. Hidrografi ta ş t ndan ö l çü len iki uzunlu ğ un kesi ştirilmesi ile, iskandil yap lan noktan n konumu belirlenir. Hidrodistlerin ç ok kullan lan MRB-2 modelinde sistem, 2 ana alet ile, 2 kar ş aletten olu şur. Ana aletler, k üçü k ve ta ş nabilir olduklar ndan k üçü k botlarda da kullan labilmektedir. Kar ş aletler, k y daki iki jeodezik noktaya yerle ştirilir. Her ana alet, kendi kar ş aleti ile s ü rekli olarak ç al ş r. Ö l ç me i ç in, kar ş l kl aletler aras nda kesintisiz g ö zlem gerekli oldu ğ undan jeodezik istasyonlar n, arazi ve ö l ç me s n r ko şullar na uygun se ç ilmesi zorunludur. Hidrodist MRB-2 nin maksimum ö l ç me s n r 40 km, inceli ğ i ise, ? 1,5 metredir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler 2. Elektronik Teodolit ? Hidrografi alan nda elektronik teodolit olarak ? adland r lan ve hidrografi gemisine yerle ştirilen mikro dalga konum belirleme sistemi, gemi ile k y daki 3 jeodezik nokta aras nda olu şan 2 kestirme a ç s n elektronik olarak ö l ç mektedir. K y daki jeodezik noktalara 1,6 KHz lik impuls frekans ile 120 ? lik yatay geni şlikte yay n yapan g ö nderici aletler yerle ştirilir. Gemideki alette (ana alet) yakla ş k olarak 1 ? lik yay n (transmisyon) geni şli ğ i olan bir d ö nel reflekt ö r bulunur.Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler Sistem ç al şmaya ba şlad ğ zaman ? ana alet, k y daki istasyonlardan gelen 3 ayr maksimum i şarete (sinyale) g ö re 2 a ç ö l ç er. A ç lar kaydetmek i ç in 2 saya ç vard r. Bunlardan birincisi ilk istasyondan al nan maksimum sinyalle a ç l r ve ikinci istasyondan al nan maksimum sinyalle kapan r. İ kinci saya ç , birinci sayac n kapanma an nda a ç l r ve üçü nc ü istasyondan maksimum sinyal gelince kapan r. Her sayac n a ç k oldu ğ u s ü re i ç inde a ç b ö l ü mleri, saya ç lara girer ve k y istasyonlar aras ndaki a ç lar, al c antenin bir defa d ö nmesi ile elde edilir. Saya ç lardaki a ç de ğ erleri, ba şka bir ö l çü m serisi ba şlay ncaya kadar saklan r Sistemin kesinli ğ i, kuzey do ğ rultusuna ? ba ğ lanmak suretiyle sa ğ lan r. Anten daima sa ğ a do ğ ru d ö ner ve daima birinci maksimum sinyali kuzey do ğ rultusunu ge ç tikten sonra 1. Hedef olarak al r. Ana aletin anteni saniyede 1 devir h zla d ö nd ü ğ ü nden her iki a ç , konum inceli ğ ini etkilemeyecek bir h zla ö l çü lm üş olur. Aletin en k üçü k g ö sterge birimi, 0.02 ? dir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler3. Elektronik Konum G ö sterici (E.P.I) ? Elektronik konum g ö stericisi (Elektronik Position Indicat ö r = ? E.P.I) a ç k denizlerde yap lacak hidrografik ç al şmalar i ç in geli ştirilmi ştir. E.P.I, Shoran ve Loran tekni ğ inin bir kombinasyonudur. Sistemde uzun dalga boylu impulslar kullan l r. Bununla yery ü z ü e ğ rili ğ inin etkisi azalt lmakta ise de, geri d ö nen elektromanyetik dalgalar osiloskopta net bir şekilde olu şmad ğ ndan sistemin inceli ğ i d üşü kt ü r. Ö l ç me s n r 700 km, inceli ğ i ? 5 metredir. E.P.I.’nin temel ilkesi : Gemide bulunan ana aletten, iki ? jeodezik istasyona yerle ştirilen kar ş aletlere radyo impulslar g ö nderilir. Bu impulslar, kar ş istasyonlardaki operat ö rlerin kontrol ü alt nda gemiye geri g ö nderilir. İ mpulsun seyir s ü resi, gemideki alet taraf ndan ö l çü lerek zaman cinsinden uzakl k elde edilir. Geminin konumu iki uzakl k dairesinin kesi şme noktas olarak belirlenir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan AletlerElektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler Loran Sistemi ? Loran "Long Range Navigation" kelimelerinden t ü retilmi ş ? bir isimdir. Uzak mesafeli hiperbolik konum belirlemesi i ç in ultra y ü ksek frekans transmisyonu ö nerisine dayan larak geli ştirilmi ştir. Aralar nda birka ç y ü z km uzakl k bulunan ve y ü ksek frekansl impuls yayan bir ç ift senkronize k y istasyonu ile gemi veya u ç ak aras nda 500-800 km.ye kadar uzunluklar ö l çü lebilmektedir. Loran vericilerinde 1700 ile 2000 KHZ aras nda radyo frekanslar kullan lmaktad r. Bu frekans s n r Standart Loran Band olarak bilinmektedir. Verici cihazlar100 kW ç k ş g ü c ü ile 50 mikro saniye uzunlu ğ unda impulslar g ö ndererek, deniz ü zerinde 1000 km.lik, karada ise 200 km.lik bir ö l ç meye olanak sa ğ larlar. Geceleri iyonosferden yans yan dalgalar kullan lmak suretiyle bu s n r, 2500 km.ye kadar artt r labilir. İ yonosfer dalgalar n n kullan lmas durumunda yer dalgalar i ç in haz rlanm ş harita ve planlarda d ü zeltmeler yapmak gerekir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler Loran a ğ , genellikle k y boyunca birka ç istasyonu kapsayan ? zincir şeklinde tesis edilirler ve bu istasyonlar aras ndaki uzakl k 200 ile 500 km aras nda olur. Loran sistemi, okyanuslar gibi geni ş alanlarda "uzun mesafe g ö zlemleri" i ç in geli ştirilmi ş oldu ğ u i ç in k y lardaki istasyonlar n olu şturdu ğ u a ğ lar n uzunlu ğ u birka ç bin km.yi bulabilir. Dolay s yla birka ç ba ğ ms z istasyon ç iftinin ayn zamanda ç al şmas ve belirli olan ö l ç melerin yap lmas gerekli olmaktad r. B ü t ü n Loran İ stasyonlar 1700 ile 2000 KHZ aras ndaki frekans band nda ç al şmalar na kar ş n, genellikle 4 de ğ i şik kanal ve frekans kullan lmaktad r. Standart Loran inceli ğ i; elektromanyetik dalgalar n do ğ rudan ? g ö nderilmesi halinde (g ü nd ü z yap lan ö l ç meler i ç in ) k sa uzakl klarda ±270 metre, 1200 km.de ise ±2.5 km.ye ula ş r. Gece yap lan ö l ç melerde ( İ yonosfer dalgalar n n kullan lmas halinde) 500 ile 2500 km i ç in ortalama konum inceli ğ i ±2.5 km ile ±14 km aras ndad r. Standart Loran sistemi, yaln zca navigasyon ve istik şaf ö l ç meleri i ç in uygun olup, harita al mlar i ç in Loran-B ve Loran-C sistemleri geli ştirilmi ştir.Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler Loran-B Sistemi ? Bu sistemde impuls karakteristikleri, kanal frekanslar ? ve tekrarlama h zlar Standart Loran ile ayn d r. Loran- B de 2 MHz lik faz kar ş la şt rma sistemi ile y ü ksek ö l ç me inceli ğ i elde edilmektedir. Sistemin ta ş y c dalga frekans 1.85-1.95 MHz, band geni şli ğ i 35 KHz dir. Ta ş y c dalgalar n faz farklar , impulslar i ç inde ö l çü lmek suretiyle elde edildi ğ inden 2MHz transmisyonlu bir faz kar ş la şt rma sistemi s ö z konusu olmakta ve g ö nderici g ü c ü n azalt lmas ile k sa impulslar da daha uzun ö l ç me s n r sa ğ lanmaktad r. Ayr ca impuls frekans nda kaba konum belirlemesi belirsizlikten kurtar lm şt r. Loran-B ile sa ğ lanan incelik, birka ç mili mikro saniye ve standart hata 0.01 mikro saniye kadard r.Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler Loran-C Sistemi: ? Loran-C sistemi, 90 ile 110 KHz ta ş y c dalga ? frekans ile ç al şmaktad r. 100 KHz de yer dalgalar n n yay lmas olduk ç a stabildir. Loran-C nin band geni ş li ğ i 20 KHz dir ve 3500 km'ye kadar uzunluklar n ö l çü lmesine olanak sa ğ lamaktad r. Elde edilen oransal incelik yakla ş k 1/90 000 mertebesindedir . Bu ise a ç k denizlerde ve okyanuslarda yap lacak hidrografik ç al şmalar i ç in y ü ksek bir inceliktir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler İ ki bazl Decca Sistemi ? İ ki bazl Decca sistemi, Standart Decca sisteminin bir ? varyasyonudur. Bu sistemde de istasyon ç iftleri, hiperbolik konum e ğ rileri ailesi olu ştururlar. Ana istasyon her ç iftte bulunmakta ve dolay s yla üç istasyon dizisi, konum belirleme i ç in yeterli olmaktad r. Bu sistemin ü st ü nl ü ğ ü , bir ç ok geminin ayn zamanda kullan labilmesi, konum belirleme i ç in yaln z bir al c aletin yeterli olmas ve bunun herhangi bir gemiye yerle ştirilebilmesidir. İ ki bazl Decca zincirinde, k y daki iki kar ş istasyondan ? konumu belirlenecek bir gemiye, ana verici ile standart tipte bir Decca al c s yerle ştirilir. Al c ya ba ğ l Dekometreler, ana i şaret ile kar ş istasyonlardan al nan i şaretlerden birisi aras ndaki faz fark n g ö sterir. Bu faz fark , transmisyon y ö r ü ngesinin do ğ rusal ba ğ nt s olmaktad r. Uzakl klar, dekometreler yard m yla elde edildiklerinden burada dairesel uzakl k y ö ntemi s ö z konusudur. İ ki bazl Decca Sistemi İ ki bazl Decca donat m n n standart tipten tek ayr cal ğ , ? gemide kullan lan ana istasyon verici antenidir. Bu antenin şekli genellikle geminin cinsine ba ğ l d r. İ ki bazl Decca sisteminin ö l ç me alan ortalama 400 km, inceli ğ i ise 20 metredir. Elektrometrik Konum Belirlemede Kullan lan Aletler K sa Uzakl k Decca Sistemi (Hi-Fiks) ? Hi-Fiks y ü ksek incelikli, hafif bir elektronik konum belirleme ? sistemi olup, k sa uzakl klar i ç in geli ştirilmi ştir. Sistemin normal kullan lma uzakl ğ 8-60 km dir. Al c , verici istasyona daha da yakla şt r lmak suretiyle, inceli ğ i azalt lmadan ö l ç me yap labilir. Hi-Fiks sisteminde standart Decca sistemine oranla 20 kat daha y ü ksek frekans kullan lmaktad r. Sistemde bir ana ve iki kar ş olmak ü zere üç verici istasyon bulunur . Bunlar, hiperbolik veya dairesel y ö nteme g ö re konum belirlemesine olanak sa ğ larlar. Sistemin ö l ç me s n r , ortalama 35 km, baz do ğ rultusundaki hatas 1 metredir .Uydu Sistemleri Uzaydan konum belirleme sistemleri, yery ü z ü ndeki veya yer ? y ü zeyinin yak n ndaki noktalar n konumlar n belirlemek i ç in, uzak mesafede veya y ö r ü ngedeki bir cisimden yay lan elektromagnetik dalgalardan faydalanarak geli ştirilmi ş sistemlerdir. Bu tan mlama ç er ç evesinde sistemler; klasik konum belirleme ve navigasyon amac yla kullan labilirler. B ü t ü n uzay konum belirleme sistemleri, uzay teknolojisine paralel olarak 1957’lerden sonra geli ştirilmi ştir. G ü n ü m ü zde kullan lan GPS, Transit ve Ruslar n geli ştirdi ğ i ? GLONASS, ba şlang ç ta savunma ve askeri ama ç larla yap lm şlard r. Askeri ama ç l oldu ğ u i ç in tek yol sistemlerdir. Yani sinyaller uydulardan al c lara do ğ ru g ö nderilir. Al c n n konumunun hi ç bir zaman bilinmemesi gerekir. B ü t ü n uydu konum belirleme sistemleri, d ü nya merkezli bir koordinat sistemi i ç inde bir al c n n yer koordinatlar n veya birka ç al c aras ndaki baz vekt ö r ü n ü ö l ç erler.Uydu Sistemleri Global Positioning Sistem (GPS) ? NAWSTAR - GPS sistemi ABD Savunma Bakanl ğ taraf ndan ? geli ştirilmi ş uydu konum belirleme sistemidir. Ayr ca, ö l ç meler her ç e şit hava ko şullar nda, g ü nd ü z ya da gece yap labilir. GPS, Transit sistemin yerini almas n n yan nda, uydular n e şzamanl g ö r ü nebilirlikleri ile uydu g ö zlemlerindeki ba şl ca hata kaynaklar giderilerek uzunluklar hassas olarak daha k sa zamanda ö l çü lebilir. GPS üç k s mdan olu şmaktad r. Uydular, kontrol sistemi ve kullan c lar. Global konumlama sistemi, konum ö l ç meleri ve navigasyon i ç in ? kullan l r. Sistem 4 uydu i ç in geli ştirilmi ştir. Bu uydular, alt y ö r ü ngeden birine, ekvatora 55 derecede ve yerden 22 000 km y ü ksekli ğ e yerle ştirilmi ştir. Uydular, d ü nyan n ç evresinde 11 saat 58 dakikada d ö ner. En fazla 10, en az 4 uydu ayn zamanda g ö r ü lebilir. Uydu Sistemleri Sistem i ç in geli ştirilmi ş orijinal y ö ntemde konum belirlemesi i ç in ? 4 uyduya ihtiya ç vard r. Al c n n üç boyutlu konumunun bilinmeyenlerine ek olarak 4. bilinmeyende eklenir. Bu uydu saati ile al c saatinin ayr l ğ d r. D ö rt bilinmeyen d ö rt denklemle çö z ü lebilir ve bir nokta i ç in d ö rt uydu gerekir. Bir bilinmeyen i ç in de ğ er bulunarak, konum sabitlemeye üç uyduyla devam edilebilir. Denizde, su y ü zeyi ile WGS 84 elipsoidi aras ndaki ili şkinin belirlenebildi ğ i derinliklerde üç uydu sabitleme s k kullan l r. Uydu Sistemleri Uydular n yay nlad ğ kodlanm ş mikro dalgalar, yer ? ü st ü nde konumu belirlenecek noktan n ü zerine merkezlenmi ş al c yard m yla al n r ve kodlar çö z ü l ü r. Uyduda bulunan atom saati, al c da bulunan quarz saatleri yard m yla mikro dalgan n uydudan al c ya geli ş zaman hesaplan r. Bu fark ile ş k h z n n ç arp m ; uydu ile al c aras ndaki uzakl ğ verir. Noktan n koordinatlar n belirlemek i ç in noktadan 3 uyduya olan uzakl ğ ayn anda ö l ç mek gerekir. Uydular n konumlar yard m yla noktan n konumu, uzay geriden kestirme ile ö l çü l ü r. İ nceli ğ in artmas i ç in 4. bir uyduya g ö zlem yap l r. Yer istasyonun koordinatlar , geosentrik koordinat sistemine (x,y,z) veya WGS84 elipsoidine (f,l,h) g ö re bulunur.Uydu Sistemleri Y ü ksek do ğ ruluklu sonu ç lar n ger ç ek zamanda elde ? edilmesi g üç olmas na kar ş n, ç al şma ve veri i şleme y ö ntemleriyle bu hatalar elimine edilir. GPS ile konumlamada do ğ rulu ğ u etkileyen temel hatalar, sistemden (uydu y ö r ü nge ve saat hatalar ) ve ortamdan kaynaklan r. Uydular n yery ü z ü nden uzakl ğ dikkate al n rsa, yery ü z ü nde birbirine yak n noktalardaki hata de ğ erlerinin yakla ş k ayn olaca ğ s ö ylenebilir. DGPS y ö nteminde temel prensip, konumu iyi bilinen bir referans noktas ndaki al c da hesaplanan anl k d ü zeltme de ğ erleri kullan larak 0- 500 km uzakl ktaki al c lar n hatal konumlar n n iyile ştirilmesidir. Uydu Sistemleri Pratikte yayg n olarak kullan lan kod ö l çü leri ile ? DGPS y ö ntemi i ç in ifade edilen konum hata de ğ erleri, dinamik platformlardaki uygulamalar i ç in sabit al c ile gezen al c aras ndaki uzakl ğ a ba ğ l olarak 1-20 metre, statik uygulamalar i ç in ise 1-5 m aras nda de ğ i şmektedir. Faz fark ö l çü lerinin kullan ld ğ ö zel y ö ntemlerde cm d ü zeyine indirilebilir; anl k konum do ğ ruluklar ise dm d ü zeyinde elde edilebilir. Gezen al c n n referans al c ya uzakl ğ azald k ç a GPS hata kaynaklar n n her iki al c y da etkileme miktar ayn olacakt r. Uydu Sistemleri Referans al c da d ü zeltmeler, noktan n kesin ? koordinatlar ve GPS sinyallerinden hesaplan anl k koordinatlar n fark olarak (konum d ü zeltme y ö ntemi) hesaplanabilir. Ancak pratikte kesin koordinatlarla hesaplanan uydu-al c uzakl ğ n n uydu sinyalleriyle ö l çü len uzakl ktan fark (g ö zlem d ü zeltme y ö ntemi) daha yayg n olarak kullan lmaktad r. Referans istasyonunda hesaplanan d ü zeltmeler an nda (real t me) di ğ er al c lara g ö nderilebilece ğ i gibi, ö l çü sonras de ğ erlendirme de yap labilir. Anl k d ü zeltmeler, her uydu i ç in yere kurulmu ş radyo vericisinden yay nlanarak ya da ö l çü m teknesinde bir ileti şim uydusu yoluyla yap l r. B ö ylece teknenin yeri hesaplanmadan ö nce g ö zlenen uzunluklar d ü zeltilmi ş olur. Uydu Sistemleri DGPS’nin ö zellikle deniz ve havac l kta kullan m ? ba şka sorunlar da beraberinde getirmi ştir. Çü nk ü u ç ak ve gemilerin sabit istasyondan ç ok uzaklara gitmesi s ö z konusudur. Bu durumda ise DGPS’nin temel ilkesi ortadan kalkmaktad r. Dolay s yla sabit istasyondan uzakla şt k ç a do ğ ruluk da o oranda azalacakt r. GPS ö l çü mleri i ç in en az iki al c gereklidir, ama s k ? kullan lan tekniklerde bilinen yerlerde üç , bilinmeyen yerlerde de d ö rd ü nc ü al c kullan l r. 10 km de 10 mm'lik ve 100 km'de 10 cm'lik do ğ ruluklara ula ş labilir. Elde edilen do ğ ruluklar, al c dan g ö r ü ld ü ğ ü kadar yla uydular n geometrisine ba ğ l d r. Uydular s ü rekli bi ç imde y ö r ü ngelerinde hareket ederler ve d ö rt uydu bir hat ü zerinde ya da ufka yak n bir yerde da ğ lm ş ise do ğ ruluk azal r. Transit Doppler Al c lar İ le Nokta Konumlama Y ö ntemi Amerika Birle şik Devletleri uydu sistemi olan Transit, uzak yerlerdeki noktalar n koordinatlar n n tutarl bir do ğ rulukla belirlenmesini sa ğ lam şt r. Yedi uydu iki sabit frekanstan yay n yapabilir. Doppler kayd rmas n n miktar , uydunun uzaydaki konumundan elde edilen bir konum ç izgisi verir ve bunlar n birka ç kesi şerek al c n n üç boyutlu koordinatlar n verir. Uydular, d ü nya etraf ndaki kutupsal y ö r ü ngede, s ü rekli olarak d ö nmektedir. Bunlar n y ö r ü ngesel peryodlar , 1 saat 47 dakika kadard r. Y ü kseklikleri ise d ü nya y ü zeyinden yakla ş k 1000 km kadard r. Doppler say mlar , al c n n tipine g ö re 2 dakikadan 5 saniyeye kadar de ğ i ş iklik g ö steren aral klarla yap l r. Her doppler say m , yukar da anlat ld ğ gibi sabit bir ö l çü m ü temsil eder. B ö ylece, aral k k sald k ç a tek bir ge ç i şten daha ç ok ö l çü m elde edilebilir ve teoride daha do ğ ru bir sabitleme sa ğ lanm ş olur.Uydu Sistemleri Uydudan elde edilen sonu ç lar n dik koordinat sistemi ? ü zerinde (WGS 84) enlem, boylam ve y ü ksekli ğ e d ö n üş t ü r ü lmesi i ç in sistem, yerk ü re ve deniz y ü zeyi aras nda bir ili şki olmal d r. WGS 84’ ü n y ü ksekli ğ i hidrografik ö l ç meler i ç in uygun olmayabilir. Çü nk ü bu de ğ er, deniz haritas ba şlang ç seviyesi (datum) de ğ erinden onlarca metre farkl olabilir. Uydu, yerel ufkun ü zerinde oldu ğ unda, gerekli ge ç i ş ? ö l çü mlerini yapmak m ü mk ü n olur. Uydu ortalama 35- 100 dakikada ortaya ç kar (boylama ba ğ l olarak) ve 12-16 dakika kal r. ? 10 metreye kadar do ğ rulu ğ u olan konumlama i ç in, 30 iyi kaliteli ge ç i ş alabilen sabit bir al c gereklidir. Daha iyi sonu ç lar, bilinen bir noktaya konan ikinci bir al c ile sa ğ lanabilir. Bu hatalar, uydudan, pozisyondan ve verinin g ö nderilmesinden kaynaklanabilir.Akustik Sistemler Elektromagnetik sistemlerin do ğ ruluklar ya da ? yollar belirli bir i ş i ç in yeterli olmad ğ nda ya da bu i şin deniz yata ğ nda kesin m ü hendislik ö l çü m ü gerektirdi ğ inde, ö l ç mecinin bu gereksinimini kar ş lamak i ç in de ğ i şik yollara ba şvurmas gerekir. Birinci gereksinim i ç in elektromagnetik konum belirleme (EPF - electromagnetic position fixing ) sistemi de ğ i ştirilir. - Sualt konum belirleme ( UPF - underwater position fixing ) sisteminin kullan m havaya g ö re s n rl d r. M ü hendislik ö l ç meleri i ç in, Sualt konum belirleme (UPF) sistemi bir ç ok durumda en iyisidir.Akustik Sistemler K y ö tesi m ü hendislik ö l ç meleri ö rnekleri petrol end ü strisi ç al şmalar nda bolca bulunabilir . Bunlar, matkap donan mlar ve ü retim platformlar i ç in Yer ö l çü mlerini, • Platformlar n ö nceden belirlenmi ş konumuna yerle ştirilmesini • Boru hatlar n n kayna ğ a ba ğ lanmas n , • Boru hatlar n n ve di ğ er yap lar n erozyona kar ş denetlenmesini • Ve daha bir ç ok şeyi kapsar. • Bu i şlerin hassas bir bi ç imde y ü r ü mesi i ç in sens ö rlerin (echo sounderlar, sonarlar, TV kameralar , vb.) fazla uzakta olmamas gerekir. Ve bunlar yedek par ç alar şeklinde, uzaktan kumandal ara ç lar ( ROV - remote-operated vehicle ) ve sualt nda kalabilir ara ç larla uza ğ a ta ş nabilirler. ROV’lar isminden de anla ş labilece ğ i gibi insans zd r. Ancak sualt nda kalabilenlerde insan bulunur. Bunlar n her biri bir kordonla y ü zeydeki gemiye ba ğ lanabilir ya da serbest ç e y ü zebilir. ROV’lar genellikle tekneye ba ğ lan r ; m ü rettebatl olanlar, denizalt nda kalabilir ve serbest ç e y ü zebilirler. Akustik Sistemler Long Baseline Method (LBL) – Uzun Bazl Y ö ntem LBL, ö l ç me teknesinden denizalt sens ö r ü ne veya hareketli hedefe, sualt nda koordinatlar bilinen 3 ya da daha fazla transponderdan geni ş bir alanda hassas konumlama sa ğ lamaktad r. Baz uzunluklar 50 m ile 6 km aras nda deniz derinli ğ ine, sualt topografyas na, akustik frekansa ve ortam ko ş ullar na ba ğ l olarak de ğ i ş mektedir. Transponderlar gemi alt ndaki transducer yard m yla sorgulan r.Akustik Sistemler Short Baseline (SBL) Method - K sa Bazl Y ö ntem SBL y ö ntemi, sualt taban ndaki transponderlar aras nda yer alan uzun bazlar yerine geminin omurgas ndaki referans noktalar aras ndaki bazlar kullanmaktad r. Burada koordinat sistemi sualt taban yerine gemiye ba ğ l d r.Ultra or Super Short Baseline (USBL - SSBL) Method Ç ok K sa Bazl Y ö ntem Akustik Sistemler SBL sistemlerinden farkl olarak geminin omurgas nda transducer dizilerinden olu şan tek bir sistem bulunmaktad r. Akustik sinyalin yatay ve d üş ey d ü zlemlerdeki geli ş a ç s n ö l ç mek i ç in faz kar ş la şt rma teknikleri kullan lmaktad r. Bunun yan nda deniz taban nda tek bir şamand ra yerle ştirilmi ştir.Akustik Sistemler Birle şik SistemlerAkustik Sistemler Uzun bazl konfig ü rasyon (LBL) Gemi, ROV ya da su alt nda kalabilenler S in yerini belirlemek amac yla SA, SB, SC, SD kenarlar n olu ş turmak i ç in tras- ponder i ş aret ş amand ras n sorgular. K sa bazl konfig ü rasyon (SBL) Baz do ğ rultular olan X ve Y eksenleri teknenin ba ş ndan k ç na (X) ve alaban- dadan alabandaya (Y) yerle ş tirilen su alt dinleme cihaz (hydrophone) ile tan mlan rlar Sorgulama transd ü seriAkustik Sistemler Her durumda, sualt al c lar n n yerlerinin her zaman bilinmesi gerekir. Ayn şekilde bu durum, matkap (sondaj) kordonu i ç in de ge ç erlidir. Sondaj kordonunun bir ucu sondaj deli ğ ine, di ğ er ucu sondaj mavnas na ba ğ l d r. UPF sistemlerinin üç bi ç imi vard r. Uzun Bazl ( Long Baseline - LBL ), K sa Bazl ( Short Baseline - SBL ) ve S ü per K sa Bazl ( S ü pershort (ultrashort) Baseline - SSBL ). Tekil deniz yata ğ transponder (radyo sinyaline cevap veren radyo vericisi) ya da pinger. Ta ş nabilir su alt dinleme cihaz yerle ştirimi (SBL i ç in eksenler) Ç ok k sa bazl konfig ü rasyon Teknenin yeri deniz yata ğ i şaret şamand ras ndan gelen 3 ya da 4 hidrofonun faz fark yla belirlenir Sualt konumlama sistemlerinin Konfig ü rasyonuAkustik Sistemler Sualt Akustik Fenerler (Underwater acoustic beacons ) Fenerler (beacons), pasif, aktif ya da kumandal olabilir. Silindirik ya da k ü resel bas n ç levhalar n n boyutlar 0.3 ile 1 m aras ndad r ve deniz yata ğ n n ü zerine yak n demirlenmi ş ( şamand raya ba ğ lanm ş) olabilir. Sinyallerin, ç evrenin topografyas ndan etkilenmemesi i ç in d ü z alanlar tercih edilir. Akustik yay nc lar, ö zel bir kodla tetiklenir ve birimleri y ü zeye ç karmak i ç in kullan l r. Olta kur şunu ya da ba şka bir a ğ rl kla denize b rak l r ve birimin etraf na tak lan, batmayan bir halka, birimin geri getirilmesini sa ğ lar . Trol av yap lan alanlarda fenere dik a ç verilirken av yap lmayan alanlarda (d üşü k profil vermek i ç in) d üş ey olarak sabitlenir. Aktif fenerin en basit bi ç imi 1 Hz de ğ erinde kodlanm ş, k sa pulslar g ö nderir. Batarya bir y l dayan r.Akustik Sistemler Radyo al c s fenerler (transponder beacons), en ? kullan şl olanlar d r. Deniz taban na demirlenmi ş gibi yerle ştirilenler, y ü zeydeki gemiden kodlanm ş bir sorgulama pulsu gelinceye kadar pasif moddad r. Kod, klasik bir puls zinciri olabilece ğ i gibi, transponderin hidrofonunun “ dinledi ğ i ” belirli bir sinyal frekans olabilir. Transponderin sorgulama pulsunu al nca kendi cevab n iletir ve bir dahaki sorgulamaya kadar tekrar pasif hale d ö ner. İ letim frekans genellikle soru frekans ndan farkl d r. Daha karma ş k transponderlerde mekanik ya da tetikleme (pyrotechnic) yay m aleti bulunur: Bu alet, y ü zeydeki gemiden gelen ö zel bir komut pulsuyla harekete ge ç er. Bu komutun al nmas yla fenerlerin ba ğ çö z ü l ü r ve fener kendi pozitif kald rma g ü c ü yle su y ü zeyine y ü kselir. Akustik Sistemler Cevap veren fenerler (responder beacons), kendilerini ? y ü zeydeki gemiye ba ğ layan bir kablo yoluyla elektriksel olarak harekete ge ç erler ve transponder gibi i şlev g ö r ü rler. Pulslar n seyir s ü resi rotan n tek y ö nl ü yolunu temsil eder. Yard mc fenerler (relay beacons), bir a ğ daki t ü m sorgulama ? frekanslar ndan ayr bir sorgulama frekans na sahip transponderlerdir ve uzaktan sorgulamay gerektiren yerlerde kullan labilirler ( Ö rne ğ in, gemiden ald ğ bilgiyi de ğ i ştirecek kendi sorgulama sinyallerini yapmas i ç in kontrol edilen bir sualt arac nda oldu ğ u gibi). Ak ll transponderler (Intelligent transponders ), geni ş bir alanda ? kullan lmaktad r. Mikro i şlemcilerle donat lm ş olan bu transponderler, ö zel komutlar verilerek a ğ daki di ğ er fenerlere soru sorulmas n sa ğ lar ve elde edilen verileri kontrol gemisine g ö nderirler. Bunlar, h z hesab i ç in s cakl k ve tuzluluk ö l çü m ü yapabilecek bi ç imde tasarlanm şt r. Ayr ca LBL‘deki anahatlar n uzunlu ğ unu hesaplar ve ba ğ l olduklar ya da ileti şim kurabildikleri ara ç lar da harekete ge ç irirler. Akustik Sistemler Uzun Baz (LBL) ? LBL, su alt i şaret şamand ras n n (beacons) yerinin ? belirlenmesinin klasik bi ç imidir. Y ü zeydeki tekneyi -ya da ROV, su alt nda kalabilenler ve ç ekilen par ç alar - yerel trilaterasyon a ğ na ba ğ lar. Bu a ğ da baz do ğ rultusu boyunca, kilometrede 1 m lik do ğ rulukta seyir yapmak m ü mk ü nd ü r. En iyi do ğ ruluk ? 2 m civar ndad r. Baz uzunluklar her 100 m lik su derinli ğ i i ç in genelde 1 km dolay ndad r. Ekstra durumlarda 10 km uzunlu ğ unda olabilir (genellikle 2-3 km).Akustik Sistemler Bu tip bir a ğ n kalibrasyonunun yap lmas , deniz ? ö l çü m ü i şinin ortalama de ğ er bulmak i ç in s ü rekli g ö zlem yapan, en k üçü k karelere g ö re i şaret şamand ras n n en uygun yerini belirleyen, ü lke ö l ç me sistemine en benzer olan d r. Y ü zeydeki tekne, deniz yata ğ a ğ ile GPS ya da EPF sistemi gibi y ü zey belirleme sistemi aras nda bir ba ğ g ö revi yapar. Belli bir zaman s ü resince y ü zey sistemi, tekrar tekrar sabit deniz yata ğ i şaret şamand ralar na ba ğ lan rlar. Bu durum, tamam sa ğ lan ncaya kadar devam eder. Deniz yatag a ğ lar , üç gen ve d ö rtgenlerden olu şan zincirler şeklinde s ralan rlar ve bunlar istenen alan n iyi geometri sabitleri ile kapsanmas i ç in gerekli oranda geni şletilir . Bu aynen (geleneksel) klasik sahil a ğ lar na benzer Akustik Sistemler Su alt nda kalabilenlerin izlenmesi D ü zenleyici (relay) radyo al c lar (transponder) su alt nda kalabilenler kapsam nda olduklar ndan ö zel frekans ü zerinde sorgulan rlar; b ö ylece transponderlerin cevap vermesi sa ğ lan r ve su alt nda kalabilenlerin konumu hem kendi b ü nyelerinde hem de y ü zeydeki teknede hesaplanabilir. Uzaktan idare edilen ara ç lar n (ROV) izlenmesi Y ü zeydeki tekne deniz yata ğ d ü zenini sorgular ve ROV transponderini s ra ile tetikler; cevap verici (responder) normal sorgulama frekans nda g ö nderme yapar. Hem y ü zey teknesinin hem de ROV un yerleri belirlenir.Akustik Sistemler Yedekte ç ekilen ara ç lar n izlenmesi Transponder cevaplar y ü zeydeki tekne taraf ndan direkt al n r ve yedeklenen ara ç lardan g ö be ğ e ait kablolar yolu ile cevaplar al n r ve iki konumun da belirlenmesi sa ğ lan r. Kayna ğ n yeniden yerle ş tirilmesi Vin ç , kaynak ü zerinde konumland r l r ve b rak lma an nda yerle ştirilen transponderler kullan l r. Sark tma şeridinin sonuna yerle ştirilen hidrofonla do ğ ru yeniden yerle ştirme yap l r.Akustik Sistemler Boru hatt ba ğ lanmas ? Boru hatt ndaki transponderler do ğ rudan sorgulan rlar. Daha sonra deniz yata ğ d ü zenleyici i şaret şamand ralar taraf ndan da boru hatt n n transponderlerinin yerinin belirlenmesi i ç in sorgulan rlar .Akustik Sistemler B ü t ü n Sualt Konumlama sistemleri (UPF) otomatikle ştirilmi ştir. Deniz yata ğ i şaret şamand ras , y ü zeydeki tekneden gelen frekans g ö ndermeleri ile sorgulan rlar ve her i şaret şamand ras kendi kimli ğ inin frekans ndan cevap verir. Kenarlar, akustik sinyallerin iki yol gidip gelmeleri s ü relerinden elde edilir. Gemide bulunan birim, sorgulama oran n denetler, dipten ve y ü zey yans malar ndan kaynaklanan ç ok y ö nl ü sinyalleri elimine etmek i ç in s ü zge ç g ö revi yapar.Akustik Sistemler Konfig ü rasyon (LBL), bir alan n geni ş bir b ö l ü m ü nde ? yap lacak yak n ö l çü m i ç in idealdir . Bu alan, ü retim platformu alan gibi geni şlik konusunda k s tlanm şt r. Ayn şekilde ba ğ ms z olarak su alt nda kalabilenlerin ö l çü m ü i ç in de idealdir. (Burada su alt nda kalabilenlerin m ü rettebat sorgulama devirini denetleyebilir ve seyir verilerini i şleyebilir.) A ğ i ç inde yedekleme yap lm ş par ç alar n ve ROV lar n izleri i ç in yap lan ö l çü mlerde kullan l rlar. SBL ve SSBL şekillerinden daha ç ok alanlar kapsayabilir. Ancak do ğ ald r ki a ğ n olu şturulmas ve kalibrasyonu daha kar ş kt r. Akustik Sistemler LBL a ğ lar n n kalibrasyonu de ğ i şik bi ç imlerde ? yap labilir. A ğ n şeklinin ve ö l ç e ğ inin d ü zeltilmesi i ç in her zaman yerel bir kalibrasyonu i ç erir. Ayn zamanda jeodezik konum ve y ö nlendirme i ç in de mutlak kalibrasyona sahiptir. S k ç a kullan lan y ö ntemler a şa ğ daki şekilde g ö r ü lmektedir . Bu sistemler, y ü zey konumlama verilerinin mutlak konumu ve y ö nlendirilmesine dayand klar ndan, kurumlar taraf ndan kolayca entegre sistemlerine d ö n üş t ü r ü l ü rler.Akustik Sistemler Baz do ğ rultusunun kesi ş mesi Baz hatt i ş aret şamand ralar ç iftler halinde, baz hatt uzunlu ğ unu elde etmek ü zere sorgulan rlar. Yerel gridlere ayarlanan (datum), bir transpondere ba ğ l d r. Bu do ğ ru yerelle ştirme ve daha sonra yap lacak y ö neltme i ç in gereklidir. Dizi y ö nlendirmesi Y ö nlendirme, jiroskoplu pusula ba şl ğ yla, akustik sabitlerden hesaplanan ba şl ğ n kar ş la şt r lmas sonucunda hesaplan r. R ü zgar, gel-git, dalga y ü z ü nden olu şan engellerin telafi edilmesi i ç in ters y ö nde de yap l r.Akustik Sistemler Yonca yaprak kalibrasyonu Tekne, diziyle birlikte ve onun ç evresinde seyreder, y ü zey PF sistemi ile belirlenir, kenar uzunluklar ndan yararlan larak transponder konumu belirlenir. Dairesel Kalibrasyon Transponderler, yonca yapra ğ y ö nteminde oldu ğ u gibi co ğ rafi olarak konumland r l rlar. Bu konumland rmada di ğ er sistemlerce belirlenen tekne konumlar ndan transpondere kadar olan kenar ö l çü mlerinden hesaplan r.Akustik Sistemler SATNAV kalibrasyonu Tekne, üç konumda demir atar, kenar verileri ve uydudan belirlenen konumlamadan transponderlerin co ğ rafi konumlar n belirler. Statik kalibrasyon Sabit platformlar i ç in, her transponder normal modda ya da relay modda ç al ş r. Baz hatt uzunluklar do ğ rudan ve tekrarl kenar ö l çü mlerinden hesaplan r.Akustik Sistemler Ak ll transponderlerin kendili ğ inden kalibrasyonu Ö zel bir komut, transponderlerin kendili ğ inden kalibrasyon yapma modunu benimsemelerini sa ğ lar. Bunun mikro i şlemcisi, uzunluk birimleri (rangig unit) gibi ç al ş rlar, di ğ er transponderleri sorgularlar ve baz hatt uzunlu ğ unu uzaktan ö l ç erek y ü zeydeki tekneye bildirirler. Dizi yerle ş tirilmesi (array relocation) ve y ö nlendirme Akustik diziden elde edilen konum sabitleri, y ü zey PF sistemiyle elde edilen sabitlerle kar ş la şt r l r. Dizi konumu ve y ö nlendirmesi olu şturuluncaya kadar ayarlan r.Akustik Sistemler K sa Bazl Konfig ü rasyon (SBL)Akustik Sistemler SBL sistemleri, datum i şaret şamand ralar n n yak n yar ç aplar ile ç al şmaya uygundurlar. Ö rne ğ in, suyun derinli ğ ine hemen hemen e şit bir yar ç apla. Di ğ er yandan “ datum ” i şaret şamand ras izlenecek par ç aya tak ld ğ nda (yap şt r ld ğ nda), su alt nda kalabilenlerin ya da yedeklenmi ş ara ç lar n yollar n n izlenmesinde de kullan l rlar. S k kullan lan bir ba şka uygulama; tekne deniz yata ğ ndaki ilgilenilen noktan n d üş ey olarak tam ü zerinde durmak i ç in oldu ğ u yerde manevralar yapar. Buna benzer olarak sondaj deli ğ i ü zerinde kendili ğ inden hareket eden (g ü c ü n ü kendisinden alan) sondaj kay ğ (filika, mavna) verilebilir. Bu i şleme dinamik konumlama DP ad verilir. Akustik Sistemler E ğ er, tekne transponder (radyo al c s ) n n do ğ rudan ü st ü nde bir yerinde durursa ve iki deniz alt dinleme cihaz , A ve B aralar ndaki maksimum baz hatt uzunlu ğ unu verecek şekilde konulmu ş sa, transponderden A ve B ye giden ş n yollar e şit olur. B ö ylece transponder sinyalleri e şit safhalarda her iki su alt dinleme cihaz na ula ş rlar. Bu anda, gemi yerinden uzakla ş rsa, A ve B deki sinyal safhalar farkl olur. Bunun sebebi al nan yoldaki farkt r. Bu fark n miktar , geminin “ on - top ” konumundan olan uzakl ğ na ba ğ l d r. Bu y ö ntemi kullanan tekneye genellikle yay itici pervane ve ona ek olarak itici (hareket ettirici) ü nite yerle ştirilir. Faz fark sinyali itici kuvvet ü nitelerini harekete ge ç irir. Bunlar, teknenin yeniden s f r noktas na d ö nmesi i ç in gereklidir Akustik Sistemler Ba ştan k ç a (gemi boyunca) tek bir i şaret şamand ras n n konum belirleme geometrisiAkustik Sistemler Dinamik konumlaman n ilkeleri y ü zeydeki teknenin alt k sm na ? yerle ştirilmesinde kullan labilir. Ş ekilden de anla ş laca ğ ü zere, teknenin transpondere ba ğ l olarak yerinini saptanabilmesi i ç in, yaln zca BC baz hatt n n uzunlu ğ unun ve transponderin yerinin bilinmesi gerekir. BC nin uzunlu ğ u, AC sin ? ile belirlenir. AC nin uzunlu ğ u da, transponderden yap lan g ö nderme ile su alt dinleme cihaz taraf ndan bunun al nmas aras nda olu şan aral ğ n zaman ayar yap larak elde edilir. Ancak bu i şlem e ğ er sorgulama zaman da biliniyorsa yap labilir. Bununla birlikte transponderin g ö nderme yapmadan ö nceki dahili gecikmesinin de bilinmesi gerekir. Asl nda basit bir i şaret şamand ras transponderin yerine ge ç ebilir. E ğ er kenar uzunluklar farklar ( ? R) ö l çü lebiliyorsa, sorgulama ihtiyac ortadan kalkabilir. Toplam uzunluk yerine ? R nin ö l çü lmesi gerekir.Akustik Sistemler Sesin h z (c) biliniyorsa ve dalga s n r n n her iki deniz alt dinleme cihaz na geli ş zamanlar ndaki fark ( ? t) ö l çü lebiliyorsa uzakl k fark hesaplanabilir. ? t kolayca, iki deniz alt dinleme cihaz ndaki faz farklar olarak hesaplanabilir. İ ki denizalt dinleme cihaz aras ndaki uzakl k d olmak ü zere ? R = c ? t ve sin ? = c ? t / d yaz labilir. R art k ö l çü lmedi ğ inden AB derinli ğ inin bilinmesi gerekir ve bu ekosanderden elde edilebilir. Bu yap l rken her ihtimale kar ş BD demirleme (ba ğ lama) do ğ rusunun uzunlu ğ u ayarlan r. B ö ylece, BC = AB tan ? ve ? k üçü k a ç oldu ğ undan tan ? = sin ? ve BC = AB (c ? t) / d olur.Akustik Sistemler Uzakl ğ n ve y ö n ü n deniz yata ğ i şaret şamand ras ndan belirlenmesi hidrofonlarAkustik Sistemler E ğ er üçü nc ü denizalt dinleme cihaz konursa ve di ğ er ikisiyle 90 ? lik bir a ç olu şturursa, di ğ er eksenin baz hatt i ç in de benzer hesaplama yap labilir. Bu durumda i şaret şamand ras n n y ö n ü ö l çü lmemi ş olur. X ekseni do ğ al olarak teknenin ba ş boyunca uzan r ve relatifden ger ç ek y ö ne d ö n üş t ü r ü lmesi i ç in cayro (jiroskop) referans na ihtiya ç duyulur. Bir transponder kullan ld ğ nda ve R1, R2, R3 kenarlar ö l çü ld ü ğ ü nde geminin transpondere g ö re (ba ğ l olarak) konumu şö yle hesaplan r. x R R dx y R R dy ? ? ? ? 3 2 1 2 1 2 2 2 2 2Akustik Sistemler d: x ve y eksenlerinde baz hatt uzunlu ğ udur. İ şaret şamand ras na g ö reli olarak 3-D sabiti i ç in, Z derinli ğ i bilinmek zorundad r ya da a şa ğ daki e şitlikten hesaplanabilir. Ö l çü len derinlikler, belirlemenin kalitesini artt ran redundans (fazla ö l çü ) sa ğ lar. B ü t ü n konumlama sistemleri kalibre edilmelidir. ? ? Z R x dx y dy R x dx y dy R x dx y dy ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 3 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2 ( ) ( ) )Akustik Sistemler Bu form ü llerde, teknenin sabit ve d ü z oldu ğ u kabul edlilir. Unutulmamal d r ki baz hatt , tekneye deniz alt dinleme cihaz dizilerinin ba ğ lanmas yla g ö sterilir. Her hangi bir sallanma ya da hareket, hesaplamalar bozar. Bu nedenle b ü t ü n sistemler d üş ey referans al c s i ç erir ve b ö ylece sallanma ve e ğ imden kaynaklanan sorunlar otomatikman halledilmi ş olur. Dahas , teknenin oldu ğ u noktadan gelen deniz alt dinleme cihaz , dizi merkezinin kollar da d ü zeltilmelidir ( ö rne ğ in; sondaj, d ö ner tablas ya da ekosander transd ü ceri). Ayn şekilde deniz yata ğ nda ilgilenilen noktadaki, deniz yata ğ i şaret şamand ralar da d ü zeltilmelidir ( ö rne ğ in; sondaj deli ğ i). Akustik Sistemler Ç ok K sa Bazl (SSBL) Konfig ü rasyon SBL şekli ö zel bir tekne gerektirir. Çü nk ü baz hatt , tekne g ö vdesine tak lm ş ve hassas olarak konumland r lm ş su alt dinleme cihazlar ile g ö sterilir. Ayn ilke SSBL y ö ntemi i ç in de uygulanabilir. B ü t ü n su alt dinleme cihazlar (ve do ğ al olarak baz hatlar ) hemen hemen yaln zca 200-500 mm lik ç ap olan ta ş nabilir bir yuvada toplan rlar. SBL şeklinde oldu ğ u gibi transpondere g ö re ba ğ l olarak teknenin koordinatlar x ve y ekseninde kullan lmak ü zere gereklidir. x ekseninin y ö nlendirilmesi, jiroskoplu pusula referans yla elde edilir. Akustik Sistemler SSBL y ö nteminde, SBL y ö ntemi i ç in verilen form ü l pek kullan lmaz. Çü nk ü baz hatt , tatmin edici bir çö z ü m bulunmas i ç in gerekli olan uzunlukta de ğ ildir. Bunun yerine faz fark ö l çü mleri yap l r. Transponder sinyalinin faz , deniz alt dinleme cihaz ç iftlerinde al n rlar. Bu ç iftler x ve y eksenlerini temsil ederler . İ malat ç lar taraf ndan verilen hata pay , i şaret derinli ğ ine e şit datum i şaretin ç evresindeki maksimum yatay yar ç apa kadar olan uzunlu ğ un y ü zde biri civar ndad r. B ö ylece, 100 m lik bir derinlikte derinlikten ba şlayan 100 m lik yar ç apta ? 1 m lik konum do ğ rulu ğ u beklenir. B ü t ü n sistemin kullanmadan ö nce kalibre edilmesi gerekir. Bu i şlemlere teknenin ba ğ l ba şlama noktas n n ayarlanmas i şlemlerinden ba şlan r. Bu i şlemler, kapal ve derin sularda yap lan testlerle belirlenir.Akustik Sistemler Doppler Sonar (Su Alt Ses Ö l çü m ü ) Doppler sonar, 200 metreden daha az derinlikerde, teknenin h z n ve dipten derinli ğ inin elde edilmesini sa ğ lar . Bu derinli ğ i a şan yerlerde g ö nderilen pulslar deniz taban ndan ziyade su tabakalar ndan yans malarla geri g ö nderilir. Sonu ç ta h z ve uzakl k verileri, su k ü tlesine ba ğ ml olur. Doppler sonar, iyi ç al şan bir gemi logundan (geminin h z n ö l ç me aleti) biraz daha iyidir. Doppler sonar, hareketli su k ü tleleri d ş nda, yaln zca d ü nyan n y ü zeyine g ö reli uzakl k ve y ö n ö l çü m de ğ erleri sa ğ layabilir. Teknenin deniz taban ü zerindeki g ö reli hareketinin yaratt ğ doppler frekans kaymas tekneden g ö nderilen akustik pulslarla hesaplanabilir. Bu pulslar, deniz taban boyunca g ö nderilir ve yans t ld ktan sonra tekneye d ö nerken al n r.Akustik SistemlerAkustik Sistemler Doppler h z verileri, zamanla birle ştirilerek mesafe elde edilir. ? G ö nderimin (transmisyon) yatayla yapt ğ a ç bilinmelidir. Ayn şekilde akustik pulsun yay lma h z da bilinmelidir. Veriler, g ö nderme (transmisyon) hatt boyunca h z ve mesafe konular nda bilgi i ç erir. Genellikle teknenin ba ş boyunca. Tekne, gelgit ve ak nt lar y ü z ü nden deniz taban ü zerinde yenge ç gibi hareket edebilir. Tekne (ba ş k ç vurma) hareketleri yapar ve dalga hareketleri y ü z ü nden sallan r. Bu nedenle e ğ er teknenin ba ş x eksenini olu şturursa ve alabandadan alabandaya do ğ rultu da y eksenini olu şturursa ve 4 puls g ö nderilirse - ileriye ba ş tarafa, geriye k ç taraf na, iskele taraf na ve sancak taraf na - teknenin h z n n x ve y bile şenleri ö l çü lebilir. Sallanma ve di ğ er yan lt c etkileri elimine edilir. Akustik Sistemler E ğ er teknenin ba ş taraf na g ö re jiroskoplu pusla taraf ndan elde edilen y ö neltme verileri, x ve y verilerine uygulan rsa, geminin ger ç ek y ö n ü ve h z d ü zeltilir ve deniz taban boyunca hesaplan r. Bu basit sistemler doklu (gemi havuzu, r ht m) geni ş gemilerde s k s k uygulan r. Bunlar sadece ba şa, k ç taraf na, sancak ve iskele y ö n ü nde h z verirler. Uydu konumlama sistemlerinde uygulanabilen ö l çü m sistemi ger ç ek yol ve h z konusunda etkilidir. Bu y ö ntemin do ğ rulu ğ unun olmamas (zamana ba ğ l olarak artar) ve pulse-8 gibi ortadan - uzun mesafeye EPF sistemlerinin yay lmas nedeniyle self olanlar n n b ü y ü k bir k sm n kaplar. Buralarda end ü stri faaliyetleri ger ç ekle ştirilir. Sonar Doppler sistemleri g ü n ü m ü z entegre sistemlerinde pek kullan lmazlar.Akustik Sistemler İ nersial Navigasyon İ nersial (eylemsizlik) maddenin bir ö zelli ğ idir. Madde hareketsiz bir durumdad r ya da d ü z bir hat ü zerinde d ü zg ü n, tek y ö nl ü hareket eder. D ş bir g üç , e ğ er ona etki ederse durumunda meydana gelen de ğ i şiklik d ş g üç le orant l olur. Bir eylemsizlik sistemi jiroskop ve h zlanma ö l çü c ü s ü ç iftinin x,y ve z d ü zlemine s ralanmas ile olu şur. Bunlar daha sonra oynak (ya da sabit) bir ç er ç eveye yerle ştirilir. E ğ er platform bilinen bir noktayla ili şkilendirilirse ve daha sonra hareket ettirilirse, sonu ç h zlanma jiroskop - h zlanma ö l çü s ü (akselometre) taraf ndan alg lan r: Bunlar n ç k şlar zamanla birle ştirilerek platformda birim zaman ba ş na katedilen mesafe bulunmu ş olur. Bu üç ç k ş ç iftleri y ö n bulunmas nda kullan l r. Bu sistemlerin pahal olmas nedeniyle kullan mlar genellikle askeri ve h ü k ü met ç al şmalar yla s n rl kalm şt r. Otomasyon Sistemleri Ö l ç me an ndaki nokta konumunun belirlenmesi, konumu belirlenen bu nokta ile bir sonraki konum belirleme noktas aras ndaki do ğ rultu ü zerinde periyodik aral klarla derinlik ö l çü mleri yap lmas ve bu bilgilerin say sal veya grafik olarak g ö sterilmesi, derinlik haritalar n n yap m nda arzu edilen hususlard r. Deniz haritac l ğ nda otomasyon, 1950 lerin sonunda radyo seyir sistemlerinin kullan lmas yla ba şlar . Bilgisayar ve mekanik ç izicilerin devreye girmesiyle, delikli okuma kartlar na girilen konum belirleme okumalar , bilgisayar taraf ndan ç izdirilmeye ba şlanm şt r. Otomasyon Sistemleri 1965 y l nda ise, bilgiler serd ü menin ö n ü ndeki ekrana aktar lm şt r. Klasik ç izim aletlerine g ö re ç ok daha h zl bir elektronik harita g ö sterimi olan bu ekranlara, b ü t ü n seyir bilgi ve noktalar ç izdirilerek, hesaplar kolayl kla takip edilebilmektedir. 1970 lerde okunan veriler, manyetik bant veya kasetlere say sal olarak aktar lmaya ba şlanm şt r. Konum belirlemeden sonra, et ü d sonu ç al şmalar nda derinlik verilerini otomatik olarak haritaya d ö kme i şlemlerine de bu tarihlerde ba şlan l r. G ü n ü m ü zde bu sistemlere, radyonavigasyon sistemleri ile birlikte, y ö n ö l ç er (cayro), parakete (h z logu) ve uydu sistemleri gibi bir ç ok konum belirleme sistemleri entegre edilebilmekte ve verilerin kalite kontrolu anl k olarak yap labilmektedir .Otomasyon Sistemleri B ö ylece konum belirleme, derinlik ö l ç me ve haritalama ç al şmalar , boyutlar k üçü len bilgisayarlar n ara şt rma gemilerine monte edilmesiyle, tek bir sisteme entegre edilebilmi ştir. B ö yle bir sistemde, ç al şma hatlar ve an nda hesaplanan gemi konumlar , serd ü men ö n ü ndeki ekrana veya oto pilota g ö nderilebilmektedir. Son y llarda yayg n olarak kullan lmaya ba şlanan otomatik konum belirleme, derinlik ö l ç me, depolama, veri i şleme ve haritalama sistemlerinin klasik ö l ç me y ö ntemleri yerine tercih nedenleri şu şekilde s ralanabilir (Do ğ an ve Alpar 1994):Otomasyon Sistemleri Azalan rutin i şler ve daha az kalifiye eleman gereksinimi, • H zland r lm ş i şlem ve hesaplamalar, • Karma ş k i şlemlerin g ö sterime daha kolay sunulabilmesi, • Emniyet a ç s ndan kritik alarm durumlar n n an nda tespiti, • Yorucu rutin i şlemlerden do ğ an ki şisel hatalar n azalt lmas , • Gerekli veri ve ko şullar n standart bir şekilde uygun kay t • ortamlar na depolanabilmesi, Maliyet giderlerinin azalmas , • Geli şen veri i şlem kolayl klar , • Kullan c lar n manevralar na daha fazla zaman ay rabilmeleri. •Otomasyon Sistemleri Gerekli durumlarda sahildeki bir gelgit ö l ç erden su seviyesi bilgileri sisteme sokulabilmekte ve derinlik verilerinden su seviyesi de ğ i şimlerinin etkileri ç kart larak veriler belli bir datuma indirgenebilmektedir. Ç evresel birimlerden gelen say sal veri sinyalleri alan ve ç evresel birimlere say sal kontrol sinyalleri g ö nderen sistem, gerek radyonavigasyon, gerekse uydu verilerini kullanan konum belirleme aletleri ile gemideki y ö n ö l ç er ve h z ö l ç erden yararlanarak s ü rekli mevki koyabilir. Derinlik ö l ç me sistemlerinden gelen say sal derinlik verileri de sistemde depolan rlar. Sistem, akustik iskandil, sismik, manyetometre ve yandan taramal sonar gibi ç evresel birimlere, belli aral klarla veya istenen baz ö zel anlarda konum markalamalar g ö nderir. B ö ylece elde edilen veriler aras nda koordinasyon sa ğ lan r. Sistemin do ğ ru ç al şmas , yan birimlerin do ğ rulu ğ una ba ğ l d r. Bu nedenle konum belirlemede m ü mk ü n oldu ğ unca fazla konum belirleme sistemi ve sahil istasyonu kullan lmas na ö zen g ö sterilmektedir. Ç al şma sonras elde edilen veriler, veri i şlem teknikleri uygulanarak haritalanabilir. Otomasyon Sistemleri Derinlik haritalar nda dip topografyas bir ç ok de ğ i şik bi ç imde belirtilebilir. Yayg n olarak kullan lan seyir haritalar nda, yo ğ un aral klarla derinlik de ğ erleri belirtilerek belli aral klarla e ş derinlik e ğ rileri ç izilmektedir. Ü lkemizde memleket kara haritalar i ç inde kalan k y denizlere ait hidrografik ç al şmalar Gauss-Kr ü ger projeksiyonuna g ö re ç izilmektedir. Di ğ er bir harita şekli ise, derinliklerin belli aral kl e ş derinlik e ğ rileriyle belirtildi ğ i haritalard r. Bunlar kullan c n n dip topografyas n daha iyi alg layabilmesini sa ğ lar. Di ğ er batimetri haritalar ise, renklendirilmi ş haritalar, şekillendirilmi ş boyamal haritalar ve g ö lgelendirilmi ş şekilli haritalar olup, e ş derinlik e ğ rilerinin ç izilmedi ğ i yerlerde ger ç ek derinlikleri g ö steremedikleri i ç in pek kullan şl de ğ ildirler. Otomasyon Sistemleri Hidrografik haritalar n yap lmas i ç in a ç lan paftalara ö nce jeodezik noktalar i şaretlendikten sonra k y şeridine ait ayr nt lar i şlenir. Daha sonra her konum noktas i ç in ö l çü lm üş olan derinlik de ğ erleri haritaya ge ç irilir. Profiller, gridler şeklinde al nm şsa, kesim noktalar ndaki derinliklerin birbirleriyle uyu şumu kontrol edilir. Haritaya ge ç irilecek de ğ erler, d ü zeltilmi ş ve indirgenmi ş de ğ erler olmal d r. Otomatik veri toplama, depolama ve i şleme sisteminde, haritalama i şlemi yap lmadan ö nce sistem konfig ü rasyonu, ç al şma hatlar , veri tabanlar ve gelgit dosyalar haz rlanmal d r. Daha sonra kay t verilerin, i şlenebilir XYZ dosyalar na formatlanmas , ö l ç me noktalar ve yard mc seyir istasyonlar n n XY koordinatlar n n datum indirgemesi yap l r. Bu ç evrimdeki en ö nemli i şlemler, derinlik d ü zeltmeleri ile ilgili olanlard r (Do ğ an ve Alpar 1994):Otomasyon Sistemleri Gelgit D ü zeltmesi: Su seviyesi verilerinin haz rlanmas , • Temel istasyondan olan zaman fark na g ö re gelgit hesab , • Ortalama gelgit seviyesinin girilmesi, • Derinlik dosyalar n n d ü zeltilmesi. • Ses H z D ü zeltmesi : Sudaki ses h zlar n n derinli ğ e g ö re sisteme girilmesi, ? Bu verilerin dosyalanmas , ? Derinlik dosyalar n n d ü zeltilmesi. ? Bundan sonra, kaydedilen ham derinlik verilerinin ses h z , gelgit ve transd ü ser derinli ğ i d ü zeltmeleri, haz rlanan veri dosyalar na g ö re sistem taraf ndan otomatik olarak yap l r H İ DROGRAF İ K HAR İ TALARDA KULLANILAN PROJEKS İ YON S İ STEMLER İ Yery ü z ü d ü zlem bir y ü zey olmad ğ ndan, harita ç iziminde amaca en uygun ko şullar ger ç ekle ştiren projeksiyon y ö ntemi se ç ilir. Projeksiyon y ö nteminin ö zelli ğ ine g ö re, haritada a ç , uzunluk veya alan deformasyonlar olu şur. Amaca uygun projeksiyon y ö nteminin se ç ilmesi ile bu deformasyonlar azaltma veya baz lar n yok etme olana ğ vard r. Hidrografik haritalar n b ü y ü k ç o ğ unlu ğ unu olu şturan deniz haritalar n n ç iziminde, kolay ve ekonomik seyir istekleri birinci derecede etkili oldu ğ undan, genellikle en k sa yol (ortodrom) seyrine veya sabit rota (loksodrom) seyrine olanak sa ğ layan Gnomonik ve Mercator projeksiyon y ö ntemleri uygulan r. Kara haritalar n n tamamlanmas amac yla yap lan ç izimlerde ise kara haritas na ili şkin projeksiyon y ö ntemi uygulan r Mercator Projeksiyonu Mercator projeksiyonunun temel ilkesi, d ü nyaya ekvator dairesi boyunca te ğ et oldu ğ u d üşü n ü len bir silindir ü zerine izd üşü m yap lmas d r. Mercator projeksiyonu, a ç koruyan normal konumlu bir silindirik projeksiyondur. Mercator projeksiyonunda meridyen ve paralel daireleri birbirine dik do ğ rular şeklinde olu şur. Meridyeni temsil eden do ğ rular n aral klar e şit olmas na kar ş n, paralel daire do ğ rular ekvatordan uzakla şt k ç a ara uzunluklar artar. Mercator projeksiyonun ba şka bir ö zelli ğ i, d ü nya ü zerinde meridyenlerle sabit a ç yapan ve loksodrom ad verilen e ğ rinin harita ü zerinde bir do ğ ru olarak g ö r ü lmesidir. Bu ö zellik gemi ula şt rmac l ğ nda b ü y ü k ö nemi olan sabit a ç l rota seyrine olanak sa ğ lad ğ ndan, Mercator projeksiyonu deniz haritalar i ç in ç ok kullan lan ö nemli bir projeksiyondur. Mercator ProjeksiyonuMercator Projeksiyonu Mercator projeksiyonuna g ö re haz rlanm ş haritalarda tam ekvator ü zerindeki b ö lgeler i ç in deformasyon yoktur. Ancak ekvatordan uzakla şt k ç a deformasyonlar b ü y ü d ü ğ ü nden, y ö ntem maksimum 60 ? enlemine kadar uygulanabilir. Fakat 40 ? enleminden sonra haritalarda ö nemli ö l çü de alan deformasyonu ortaya ç kar. Mercator Projeksiyonu Gemicilikte modern seyir olarak adland r lan elektronik seyirde, geminin herhangi bir andaki konumunun belirlenmesinde, belirli istasyonlara g ö re ö l çü len uzakl klar n ve do ğ rultular n Mercator projeksiyonuna g ö re yap lm ş bir haritaya do ğ rudan i şaretlenmesi kolay de ğ ildir. Çü nk ü radyo dalgalar n n y ö r ü ngeleri birer b ü y ü k daire e ğ risidir. Bu projeksiyonda b ü y ü k daire e ğ risi bir do ğ ru şeklinde olu şmaz. Ancak bu e ğ rilerin a ç kl k a ç lar , mercatoryal a ç kl k a ç s na d ö n üş t ü r ü lerek haritaya i şaretlenebilir. D ö n üşü m i ç in genellikle daha ö nceden haz rlanm ş ç izelgelerden yararlan l r. Mercator projeksiyonuna g ö re yap lm ş haritalarda, en k sa yol olan b ü y ü k daire e ğ risi, k üçü k loksodrom par ç alar na b ö l ü nerek sabit rotalar ile en k sa yol ü zerinde ekonomik seyir olana ğ vard r.Gnomonik Projeksiyon Gnomonik projeksiyon y ö nteminin temel ilkesi, d ü nyaya kutup noktas nda te ğ et oldu ğ u d üşü n ü len bir d ü zlem ü zerine izd üşü m yap lmas d r. Burada projeksiyon merkezi, d ü nyan n merkezi ile ç ak ş k oldu ğ undan paralel daireleri birer daire, meridyenler ise bu daireleri e şit par ç alara b ö len birer yar ç ap şeklinde olu şurlar. Projeksiyon y ü zeyinin te ğ et noktas ndan uzakla şt k ç a deformasyonlar h zla b ü y ü d ü ğ ü nden, 60 ? den daha k üçü k enlemlerde yap lacak haritalar i ç in bu projeksiyon y ö ntemi uygulanmaz. Gnomonik ProjeksiyonGnomonik Projeksiyonu Gnomonik projeksiyonun gemicili ğ i ilgilendiren en ö nemli ö zelli ğ i, iki nokta aras nda en k sa yol olan b ü y ü k daire yay n n (ortodrom e ğ risinin) harita ü zerinde bir do ğ ru par ç as olarak g ö r ü lmesidir. Gnomonik projeksiyonda b ü y ü k daire yay her noktada meridyenle de ğ i şik a ç yapt ğ ndan gemi rotas n n s ü rekli de ğ i ştirilmesi gerekir. Bunun uygulanmas zordur. Bu nedenle Gnomonik projeksiyona g ö re ç izilmi ş deniz haritalar , genellikle Mercator projeksiyonlu haritalarla birlikte kullan l r. Elektrometrik dalgalar n y ö r ü nge e ğ risi, Gnomonik projeksiyonda do ğ ru olarak g ö r ü ld ü ğ ü nden, bu projeksiyona g ö re yap lm ş haritalar, elektrometrik konum belirleme veya elektronik seyir i ç in b ü y ü k kolayl k sa ğ larlar.