Küresel uydu navigasyon sistemleri (ve burada özellikle GPS), kesin konumu belirlemek için dünya çapındaki gemiler tarafından kullanılmaktadır. Ancak uydulardan gelen sinyaller bozulursa ve güvenilir navigasyon artık mümkün değilse ne yapılmalı? Çözümlerden biri, en az bir başka bağımsız konumlandırma sistemine sahip olmaktır. Bu bağlamda, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki (DLR) araştırmacılar, uluslararası ortaklarla birlikte R-modu sistemini geliştiriyor ve artık bir geminin denizdeki konumunu gerçek koşullar altında orta dalga menzilli mod sinyalleriyle doğrulayabiliyor. İlk kez .
Yer tabanlı radyo teknolojisi, bağımsız konum bilgisi sağlar
GPS, Galileo, GLONASS veya Beidou gibi küresel uydu navigasyon sistemleri için navigasyon alıcılarının, düşük sinyal güçleri nedeniyle sıkışması nispeten kolaydır. Bu, ya girişim sinyallerinin aynı frekans bandında yayıldığı karıştırma ile ya da kasıtlı olarak manipüle edilen sinyallerin yanlış bir konum tahminine yol açmasının amaçlandığı yanıltma yoluyla yapılır. Yanlış veya eksik konum bilgisi, güvenli gemi yönetimi üzerinde ciddi etkilere sahip olabilir.
“R-Mode Baltık” projesinde, DLR araştırmacıları uluslararası ortaklarla birlikte, küresel uydu navigasyon sistemlerine ek olarak konumu belirlemek için bağımsız bir sinyal kaynağı ile nakliye sağlayan menzil modu teknolojisini (kısaca R-Mode) daha da geliştirdiler. R-Mode sistemi, orta ve ultra yüksek frekans aralığındaki mevcut radyo istasyonlarını kullanan yer tabanlı bir değiştirme sistemidir. Bir gemiden çeşitli R istasyonlarına olan mesafe ölçülür ve coğrafi konumu bu şekilde hesaplanır. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’nden Stefan Gewies, “Bu sistem, yedek görevi gören ve böylece bir geminin daha güvenilir bir şekilde konumlandırılmasını sağlayan alternatif bir karasal navigasyon sistemini temsil ediyor” diyor. Mevcut radyo istasyonları bu amaçla basitçe genişletildiğinden, sağlama maliyetleri tamamen yeni bir sistemden önemli ölçüde daha düşüktür. Böylece ulusötesi şebekede küresel seyrüsefer uydu sistemleri ile karşılaştırılabilecek alternatif bir konum tespiti sağlanabilir. Uydu sinyallerinin arızalanması veya kesintiye uğraması durumunda sorunsuz bir şekilde yeni sisteme geçilmesi mümkün olmalıdır. Stefan Gewies, “Bu önemlidir, çünkü öngörülebilir gelecekte, bir gemide gezinmek için yüksek oranda otomatikleştirilmiş kontrol sistemleri bile elektronik köprüüstü sistemlerinin işleyişine güvenmek zorunda kalacak” diye açıklıyor.
Baltık Denizi’nde dünyanın ilk büyük ölçekli test sahası
Pratik test için, DLR bilim adamları uluslararası ortaklarla birlikte çalışıyor ve dünyanın ilk büyük ölçekli R-Modu test alanını inşa ediyorlar. Bu amaçla Almanya, İsveç ve Polonya kıyılarındaki yedi adet radyo barikat (orta dalga R-modlu istasyonlar) dönüştürülmüştür. Gemiler tarafından kullanılabilecekleri Baltık Denizi bölgesine yüksek doğrulukta zaman senkronizasyonlu R-modu sinyalleri iletirler. Araştırmacılar, sinyallerin gerçek zamanlı işlenmesi için bir alıcı platformu geliştirdiler.
Eylül 2020’nin başında, araştırma ekibi sistemi ilk kez güney Baltık Denizi’nde başarıyla test etti. Stefan Gewies, “Denizde gerçek zamanlı olarak R modu destekli bir mesafe tahmini ve konumlandırma gerçekleştirmeyi ilk kez başardık,” diye açıklıyor. Testler sırasında araştırmacılar, üç ila dört istasyondan gelen sinyalleri kullanarak bir geminin rotasını 90 dakikalık bir süre boyunca takip ettiler. Geminin konumu 20 metre hassasiyetle belirlenebiliyordu.
Daha fazla geliştirme ve test yapılması planlanıyor
Ölçüm çalışmaları, birincil uydu navigasyon sensörü arızalansa bile bir geminin konumunun R-modu kullanılarak belirlenebileceğini göstermiştir. Önümüzdeki aylarda daha da değerlendirilecek olan kampanyada değerli veriler de kaydedildi. Bilim adamları, projenin ilerleyen safhalarında konum sonuçlarının nasıl daha da iyileştirilebileceğini ve R-Mode’un hangi alanlarda kullanılabileceğini analiz etmek istiyor. Ayrıca test sahası, Mart 2021’e kadar toplam sekiz adet orta dalga R-modu vericisi ile tamamlanacak.
Yer tabanlı radyo teknolojisi, bağımsız konum bilgisi sağlar
GPS, Galileo, GLONASS veya Beidou gibi küresel uydu navigasyon sistemleri için navigasyon alıcılarının, düşük sinyal güçleri nedeniyle sıkışması nispeten kolaydır. Bu, ya girişim sinyallerinin aynı frekans bandında yayıldığı karıştırma ile ya da kasıtlı olarak manipüle edilen sinyallerin yanlış bir konum tahminine yol açmasının amaçlandığı yanıltma yoluyla yapılır. Yanlış veya eksik konum bilgisi, güvenli gemi yönetimi üzerinde ciddi etkilere sahip olabilir.
“R-Mode Baltık” projesinde, DLR araştırmacıları uluslararası ortaklarla birlikte, küresel uydu navigasyon sistemlerine ek olarak konumu belirlemek için bağımsız bir sinyal kaynağı ile nakliye sağlayan menzil modu teknolojisini (kısaca R-Mode) daha da geliştirdiler. R-Mode sistemi, orta ve ultra yüksek frekans aralığındaki mevcut radyo istasyonlarını kullanan yer tabanlı bir değiştirme sistemidir. Bir gemiden çeşitli R istasyonlarına olan mesafe ölçülür ve coğrafi konumu bu şekilde hesaplanır. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’nden Stefan Gewies, “Bu sistem, yedek görevi gören ve böylece bir geminin daha güvenilir bir şekilde konumlandırılmasını sağlayan alternatif bir karasal navigasyon sistemini temsil ediyor” diyor. Mevcut radyo istasyonları bu amaçla basitçe genişletildiğinden, sağlama maliyetleri tamamen yeni bir sistemden önemli ölçüde daha düşüktür. Böylece ulusötesi şebekede küresel seyrüsefer uydu sistemleri ile karşılaştırılabilecek alternatif bir konum tespiti sağlanabilir. Uydu sinyallerinin arızalanması veya kesintiye uğraması durumunda sorunsuz bir şekilde yeni sisteme geçilmesi mümkün olmalıdır. Stefan Gewies, “Bu önemlidir, çünkü öngörülebilir gelecekte, bir gemide gezinmek için yüksek oranda otomatikleştirilmiş kontrol sistemleri bile elektronik köprüüstü sistemlerinin işleyişine güvenmek zorunda kalacak” diye açıklıyor.
Baltık Denizi’nde dünyanın ilk büyük ölçekli test sahası
Pratik test için, DLR bilim adamları uluslararası ortaklarla birlikte çalışıyor ve dünyanın ilk büyük ölçekli R-Modu test alanını inşa ediyorlar. Bu amaçla Almanya, İsveç ve Polonya kıyılarındaki yedi adet radyo barikat (orta dalga R-modlu istasyonlar) dönüştürülmüştür. Gemiler tarafından kullanılabilecekleri Baltık Denizi bölgesine yüksek doğrulukta zaman senkronizasyonlu R-modu sinyalleri iletirler. Araştırmacılar, sinyallerin gerçek zamanlı işlenmesi için bir alıcı platformu geliştirdiler.
Eylül 2020’nin başında, araştırma ekibi sistemi ilk kez güney Baltık Denizi’nde başarıyla test etti. Stefan Gewies, “Denizde gerçek zamanlı olarak R modu destekli bir mesafe tahmini ve konumlandırma gerçekleştirmeyi ilk kez başardık,” diye açıklıyor. Testler sırasında araştırmacılar, üç ila dört istasyondan gelen sinyalleri kullanarak bir geminin rotasını 90 dakikalık bir süre boyunca takip ettiler. Geminin konumu 20 metre hassasiyetle belirlenebiliyordu.
Daha fazla geliştirme ve test yapılması planlanıyor
Ölçüm çalışmaları, birincil uydu navigasyon sensörü arızalansa bile bir geminin konumunun R-modu kullanılarak belirlenebileceğini göstermiştir. Önümüzdeki aylarda daha da değerlendirilecek olan kampanyada değerli veriler de kaydedildi. Bilim adamları, projenin ilerleyen safhalarında konum sonuçlarının nasıl daha da iyileştirilebileceğini ve R-Mode’un hangi alanlarda kullanılabileceğini analiz etmek istiyor. Ayrıca test sahası, Mart 2021’e kadar toplam sekiz adet orta dalga R-modu vericisi ile tamamlanacak.