GPS verici ve alıcısı sinyal simülasyonu

Abstract

1990'lı yılların başından itibaren popüler olmaya başlayan uydu sistemleri günümüzde hem sivil, hem askeri birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Önceleri sadece askeri amaçlı kullanılan uydu temelli seyrüsefer sistemleri, zaman içerisinde sivil kullanıma da açılmış, tüm ulaşım araçlarında küresel boyutta konum belirleme amaçlı seyrüsefer yardımcısı olarak kullanılmaya başlamıştır. Farklı ülkeler tarafından geliştirilmiş uydu temelli Küresel Konum Belirleme sistemlerinden birisi de ABD tarafından geliştirilen GPS (Global Positioning System)'tir. Başlangıçta 21 operasyonel 3 yedek toplam 24 uydu ile hizmet vermesi planlanan sistem, şimdilerde toplam 31 operasyonel uydu ile kullanıcılarına hizmet vermektedir. Günümüzde GPS uyduları, mevcut L1 (1575,42 MHz) ve L2 (1227,60 MHz) frekansına ilave olarak L5 (1176,45 MHz) frekansının da eklenmesi ile toplam üç farklı frekanstan yayın yapmaktadır. Bu çalışmanın amacı, GPS L1 sinyalinin simülasyonu ve kullanıcı arayüzü tasarımının gerçekleştirilmesidir. Bu doğrultuda öncelikle kullanıcı tarafından seçilen dört uyduda L1 sinyali üretilmiş ve daha sonra üretilen sinyallere ortam gürültüsü eklenerek alıcıya ulaşması sağlanmıştır. Alıcı düzeyinde gelen sinyallerin demodülasyon işlemi sonucunda kullanıcı için son derece önemli bilgiler içeren seyrüsefer mesajı elde edilmiştir. Simülasyonda kullanılan sinyal işleme teknikleri, MATLAB (Matrix Laboratory) R2015b programlama dili aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise alıcının gelen sinyallerden elde ettiği sonuçlar ve konum bilgilerinin sunulabilmesi amacıyla MATLAB-GUI (Graphical User Interface) kullanılarak bir arayüz tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın uygulama aşamasında, geliştirilen arayüz ile kullanıcının hesaplanan ve gerçek konumunun harita üzerinde gösterilme imkânı sunulmuştur. Ayrıca tasarlanan arayüz ile, uydu sinyalinin üretiminden alıcıda seyrüsefer mesajının elde edilmesine kadar gerçekleşen işlemler sonucu oluşan sinyal çıktıları incelenebilmektedir.