20 Aralık 2018

GPS sadece Whatsapp'tan konum atmaya mı yarar?

“Coğrafi Konumlama” günümüzde pek çok ülkenin üzerinde harıl harıl çalıştıkları bir konu, ama Türkiye bu konuda, bir şey yapacak durumda değil

2020’ye kadar geçecek 2-3 yıllık sürede, dünyada, —Türkiye’nin mevcut kargaşası içinde pek de dikkat etmediği— önemli bir gelişme “Coğrafi Konumlama Sistemleri” ya da daha çok bilinen ismiyle GPS konusunda meydana geliyor. ABD’nin öncü olduğu sistemleri, yakında Avrupa, Rusya, Çin ve Hindistan kendi sistemleri ile çeşitlendirmeye hazırlanıyorlar.

Elimizdeki telefonlardan “konum at” dediğimiz ya da trafik yoğunluğuna, harita üzerinde gideceğimiz yere bakmakta kullandığımız bu sistemleri bugün, günlük hayatta kullandığımız için biliyoruz ama aslında askeri alanda kullanılmak üzere tasarlanmışlardı.

GPS, Bu konuda ilk harekete geçen Amerikalıların sisteme verdikleri adın kısaltılmış. 40 yıl kadar önceleri, askeri amaçlı olarak başlatılan proje, sonradan uçak-gemi gibi ticari araçların kullanımına açıldı, günümüzde halka inen GPS sistemleri, gelecekte ise daha fazla fonksiyon üstlenmeye hazırlanıyorlar.

Bugün +/- 5 metre hassasiyetle çalışan Amerikan GPS sisteminden daha gelişmiş coğrafi sistemlere ihtiyaç var, çünkü robotlar, otonom araçlar, IoT gibi sistemlerin mikromilimetrik işleyişinde söz sahibi olacak. Yani gitgide önemi artan sistemler haline geldi.

GPS sistemleri nasıl başladı?

Hep anlatılır, uzaya ilk giden, “Sputnik” uydusu ile 4 ekim 1957’de Ruslar oldu. “Ekim Düşü (October Sky)” isimli [1] Holywood filmi, bu olayın, bir dağın tepesindeki kömür kasabasında yaşayan vasat Amerikalıları bile nasıl etkilediğini anlatır. Öyle ki hepsi, “Ruslar tepeden bize bakıyorlar. Yukarıdan kafamıza bir şey fırlatacaklar” paranoyasına kapılmışlar.

Sputnik’in önemi, yörüngeye uydu yerleştirilebildiğini göstermenin yanında, radyo sinyallerinin iyonosfer[2] içinde yayılabildiğini ispatlamasıydı. Öyle ki, sinyalleri amatör telsizciler bile alabilmişti.

İngiliz bilim-kurgu yazarı Arthur C.Clarke[3] da 1945 yılında yayınlanan “Wireless World” isimli makalesinde, kitlelerin haberleşmesini sağlayacak olan uydulardan bahsediyordu. Gerçi Jules Verne çok daha önce (1879) uyduların sözünü etmişti.

Amerikalılar 2. Dünya Savaşı’nın sona erdiği 1945 yılından itibaren, uzaya uydu yerleştirmeyi düşünmeye başladılar. O zaman “Project RAND”[4] adıyla yapılan proje, daha çok “bilimsel” amaçlı uydulardan bahsediyordu. Ama Sovyetlerin Sputnik başarısı üzerine “uzaya dair, biz ne yapabiliriz” planlarını hızlandırdılar ve askeri amaçlar ağır basmaya başladı. GPS sistemi böyle doğdu. Ama uyduların tamamlanması 1990’ları buldu.

2000 sonrasında GPS sistemi

Amerikan Savunma Bakanlığı ilk dönemde, —özellikle ilk körfez savaşı öncesinde, 1990ların başlarında— GPS’i ticari kullanıma açmanın, teröristlere bilgi sağlamak anlamına da gelebileceği düşüncesindeydi. Bu nedenle sistemin sivil kullanımındaki hata payını yüksek tutmuşlardı (Selective Availability[5]).  Ama 2000 yılında, bunu düzelttiler. GPS “konum”ları bir gecede 10 kat daha doğru göstermeye başladı. Dolayısıyla da, ormancılıktan, balıkçılığa, kargo taşımacılığına kadar çok farklı endüstrilerde kullanılmaya başlandığını gördük.

Clinton ve Amerikan Havacılık Kurumu (FAA) 2000 yılında, havacılık endüstrisinin güvenliği nedeniyle, sistemin tüm dünyadaki ticari uçaklara ücretsiz olarak sağlanmasına karar verdi. 2005 yılından itibaren Amerikan GPS uyduları güncellenmeye başladı. “Block II” adını taşıyan yeni seri tamamen sivil topluma ayrıldı ve saniyede 1 sinyal gönderecek şekilde planlandı.

2009 yılından itibaren ise, Amerikalılar eskimeye başlayan GPS uydu sisteminin 5,8 milyar dolara güncellenebileceğini hesapladılar. Bu bütçe yüksek gelse de, 2014 itibariyle Block III isimli yeni nesil uydular devreye alınmaya başlandı.

Avrupa, Rusya, Çin ve Hindistan kendi konumlandırma sistemlerini oluşturuyor

Ancak Amerikalıların sistemi kendi menfaatleri çerçevesinde kullandıkları da görülüyor. Örneğin Avrupalılar GPS sisteminin eski Yugoslavya'daki savaş sırasında yanlış konumlar göstererek Avrupalıları aldattığını söylüyorlardı. Benzer bir durum, Güneydoğu Anadolu’da yaşanıyor (en son haziran 2017’de meydana geldi). Oradaki tatbikatlar ya da terör mücadeleleri sırasında GPS konum sisteminin kesintiye uğradığını, sivil uçakların hareketi ile ilgili alarm bültenleri (NOTAM) yayınlandığında görüyoruz.

Gelişen yeni teknolojiler ve gitgide daha sıcak hale gelen politik gelişmeler ışığında, Avrupa, Rusya, Çin ve Hindistan, artık ABD'ye —hatta Pentagon deniliyor— ait olan GPS sistemine bağımlılıklarını azaltmayı hedefliyorlar. ABD'nin savaş hali gibi durumlarda GPS kullanımını istediği ülkelere açıp, istemediği ülkelere kapadığı, veya yanlış koordinat bilgileri vererek yanıltıcı bilgilendirme yaptığı ileri sürülmekte. Bu nedenle her bir ülke kendi sistemlerini planladı ve uyduları fırlatıyor.

Avrupa’nın Galileo ismini verdiği projesinin temelleri 1999’da atıldı[6]. Almanya, İtalya, Fransa ve İngiltere'nin başı çektiği projenin maliyeti 10 milyar Euro. Proje birisi Fucion / İtalya ve diğeri Münih / Almanya’da bulunan 2 merkez yürütüyor. Sistemin hata payı 1 metre.

Projeye Çin 2003’de 230 milyon Euro ile, 2004’de İsrail, 2005’de Ukrayna ve Fas katıldı. 2006’da AB, Galileo projesini millileştirmek istedi. Çin çıktı. 2009’da Norveç, 2013’de İsviçre katıldı. 2018’de ise İngiltere’nin projeden ayrılacağı belirtildi.

Aralık 2017 itibariyle, 30 uydudan 22’si yörüngeye yerleştirilmiş durumda. 15 Aralık 2016 itibariyle bazı servisler vermeye başladı. Tam servis için 2019 yılını beklemek gerekiyor. 24’ü operasyonel, 6’sı yedek olmak üzere 30 uyduluk sistemin 2020’de tamamlanacağı belirtiliyor.

Çin yönetimi de, —çok iyi ilişkiler içinde olmadığı— ABD’ye bağımlı olmamak adına kendi GPS sistemini kuruyor. Önce 3 uydu ile askeri amaçlı planlanan BeiDou-1 projesi,Çin’in Avrupa Galileo projesinden ayrılması sonrasında 2ci faza geçti ve “Büyük Ayı” anlamına gelen BeiDou projesinde 2020’ye kadar 35 uyduya ulaşılması planlanıyor. Büyük Ayı takımyıldızı hatırlanacağı üzere, eski zamanlarda yol bulmada kullanılan Kutup Yıldızını içinde barındırır.

Sistem aynı zamanda “Compass (Pusula)” ismiyle de bilinir. 2015 itibariyle BeiDou - 3 başlatıldı ve ilk uydu yörüngeye yerleştirildi.  Servisin GPS’e nazaran çok daha hassas olacağı, milimetre düzeyinde doğruluk vereceği kaydediliyor. Yani GPS’in 10 katı daha hassas olması bekleniyor. 2012 yılından bu yana Asya-Pasifik bölgesinde bazı servisler sunulabiliyor.

Rusların kurduğu ve dünyanın 2ci aktif uydu bazlı konumlama sisteminin ismi ise Glonass. Planlanmasına 1976 yılında başlandı. İlk uydu 1982’de fırlatıldı ve fırlatmalar 1995’de tamamlandı. GPS’den farklı olarak, kutuplara yakın bölgelerde kullanımı iyidir. Yörüngeleri 19 bin km yukardadır. Roscosmos tarafından yönetilir. 2001 yılında yenilenmesine karar verildi. 2011’de 24 uydunun yenilemesi bitirildi. Ondan sonra da pek çok güncelleme yapıldı. Şu anda 26 uydu var. En son versiyon Glonass-K2 2019 yılında devreye alınacak. Ondan sonrası için de Glonass-KM adını taşıyan ve 2025 için planlanan bir sistem henüz ARGE safhasında.

Sistem 2 türlü sinyal yayıyor. 2 metre hata payı taşıyan açık standart ve kapalı yüksek hassasiyetli sinyal. Hem askeri, hem de sivil amaçlı kullanılabiliyor.

2013’de Rusya'da, 3 yeni Glonass navigasyon uydusunu yörüngeye taşımak üzere fırlatılan Proton-M tipi roket, fırlatmadan kısa bir süre sonra henüz belirlenemeyen bir sebeple infilak etti. Herhangi bir can kaybının yaşanmadığı olayda toplam değeri 200 milyon Dolar civarında olan uydular ve proje çöpe gitmiş oldu. Rusya, konuyla ilgili derhal derinlemesine bir inceleme başlattıklarını ve patlamanın kesin sebebi belirleninceye dek yeni bir uydu fırlatma operasyonu yapılmayacağını açıkladı.

Hindistan’ın NAViC veya Hint Seyrüsefer Takımyıldızı olarak adlandırılan uydu filosu, Amerikalıların GPS (Global Konumlandırma Sistemi) veya Rus GLONASS sisteminin bir bölgesel alternatifi olarak, kişilerin veya nesnelerin bulunduğu yer ve zaman hakkında doğru bilgi vermek için oluşturuldu ve 7 uydudan oluşuyor. Hintlilerin bir hedefi de balıkçılarına bilgi sağlamak. Diğer 4 GPS sisteminden farkı ise “yerel” yani “Hindistan’a özel” konum sağlayacak olması.

Hindistan uzaya uydu gönderme yolunda başarıyla ilerliyor. 2016 Haziran’da —13’ü Amerikalılara ait olan— 20 ticari uyduyu birbiriyle çarpıştırmadan 26 dakika içinde uzaya gönderme başarısı göstermişlerdi. Bugüne kadar havacılık, balıkçılık, gibi pek çok farklı amaçlı uyduyu uzaya gönderdiler. Uyduların Sriharikota adasından fırlatıldığı ve yörüngede doğru aralıklarla yerleştirildiği belirtiliyor. Bu kadar çok uydu için önemli bir sorun, aralıkların doğru tespit edilememesi sonucunda, uyduların birbirleriyle çarpışmaları. Vikram Sarabhai Uzay Merkezi Direktörü K.Sivan, her bir uydunun yörüngeye yerleştirildikten sonra, gerekirse hızında değişiklik ile düzenleme yapıldığını ve bu şekilde herhangi bir çarpışmanın önüne geçildiğini not ediyor[7].

Saat hataları

Konumlandırma uydularının en önemli bileşenlerinden birisi 10 yıllık ömrü olan “Rubidyum Atomik Saat” ve “Pasif Hidrojen maser” oluyor. Her uyduda 1’i gerçek, 3’ü yedek olmak üzere 4 saat yer alıyor. Avrupa, Hindistan ve Çin uydularındaki saatleri İsveçli SpectraTime firması üretiyor. Ancak son yıllarda her 3 ülkenin saatlerinde de arızalar çıktı. Sistematik bir sorun olduğu düşünülüyordu. Geçen yıl bu arızanın kısa devreye neden olan hatalı bir bileşen olduğu tespit edildi. Sadece Avrupa uyduları için alınacak saatlerin bedeli 4 milyon Euro.

Orta Doğu’da sinyaller zaman zaman engelleniyor

Bizi yakından ilgilendirdiği için, GPS sisteminin Orta Doğu’daki durumuna dair bir kaç cümle söylemek isteriz.

Coğrafi konumlama sistemleri, —Amerikan ordusu tarafından yönetilmesinden de anlayabileceğiniz üzere— yalnızca gündelik bireysel ya da ticari kullanımda değil, aynı zamanda askeri amaçlı da önemli. Bu da sistemi elinde tutan ülkenin, sinyalleri istediği gibi kullanması / engelleyebilmesi anlamına geliyor. Suriye’deki, Güneydoğu’daki operasyonlar sırasında ABD’nin zaman zaman sinyalleri kestiği durumlar yaşandı [8]. Öncesinde de, 1991 başındaki I.Körfez Savaşı sırasında, Irak'a hava harekatından hemen önce, Doğu Akdeniz’deki sinyaller, ABD tarafindan devre dışı bırakılmıştı.

Haziran 2017’de de Ankara hava sahası (FIR) içerisinde GPS sinyallerinin kesildiğinin görülmesi üzerine Ankara hava sahasında uçan hava araçları için bir NOTAM yani “havacılara bilgilendirme notu” yayınlandı. NOTAM’da Ankara’da bazı hava sahası bölümlerinde GPS olarak adlandırılan Küresel Konumlandırma Sistemi’nin sinyallerinin alınamadığı bildirilerek, pilotlar uyarıldı: “Ankara FIR (hava sahası) içerisinde uçuş düzenlenmekte olan hava aracı işleticilerinin GPS sinyal kesintilerine karşı müteyakkız olmaları tavsiye edilir”

Havacılık uzmanları, ABD’nin Suriye’ye yaptığı hava operasyonu nedeniyle bölgede zaman zaman GPS uydularını köreltildiği, bu nedenle Ankara’nın da dahil olduğu FIR olarak adlandırılan Türkiye’nin doğusundaki hava sahasında GPS sinyallerinin kesintiye uğradığı yorumu yapıyorlar. Türkiye’nin hava sahası batıda İstanbul’dan, doğuda Ankara’dan kontrol ediliyor. Sinyal kesilmesi durumunda hava araçlarının yönlendirilmesi, hava trafik kontrolörleri tarafından yapılıyor.

Petra saldırısı

2017 Haziran’ında taşımacılık ve sağlık sektörünü —yazılım güncelleme— ile gelen bir virüs saldırısı çarptı. Petya adı verilen bu saldırı, dünya konteyner trafiğinin yüzde 18’ini taşıyan Danimarkalı Maersk taşımacılık firmasının bilgisayar sistemlerini bir hayli sarstı, işlerini aksattı. Ama sonra olayın sadece bilgisayarlar olmadığı konuşulmaya başlandı. Siber güvenlik uzmanları, Petya saldırısı sonrasında taşımacılık servislerinde, yani uçaklarda ve gemilerdeki GPS sistemlerinin saldırıya uğraması riskinden bahsetmeye başladılar. Uzantısında da kazaların önlenmesine yönelik olarak yedekleme sistemleri eksikliği olduğu uyarıları yapmaya başladılar. Güney Kore, 2016 yılında Kuzey Kore tarafından bu tür bir siber saldırı ile GPS sinyalleri kesildiği için yüzlerce balıkçı gemisinin geri dönmek zorunda kaldığını raporlamış. Bu nedenle de, bugünlerde uçak ve gemiler için radar temelli bir başka navigasyon sistemi üzerinde çalışılıyor. Ancak ABD ve İngiltere'nin başı çektiği eLoran isimli projenin geliştirilmesinin zaman alacağı da bildiriliyor.

Ve … Gelecek… Ve… Türkiye

Geleceğimizde konumlama sistemleri daha çok yer alacak. Şimdiki ticari + askeri kullanımlarına ek olarak, örneğin otonom arabaların, IoT’lerin işleyişinde yer alacaklar. Bu yer almada artık milimetrik ölçüler önemli olacak, çünkü örneğin otonom araçlar ilk başta sensör döşenmiş yollarda gidiyor olsalar da, zaman içinde her yerde gidebilir olmaları istenecek ve bunu da ancak navigasyon sistemleri ile becerebilecekler. Ancak o tarihte, arka arkaya giden 2 otonom araçtan birisi durduğunda, diğerinin bunu çok hızlı ve büyük bir doğrulukla öğrenmesi gerekecek. Yani GPS sistemlerini böyle bir gelecek bekliyor.

Bizim açımızdan bakıldığında ise, hâlâ bu konuların çok farkında olduğumuz söylenemez. Türksat’ın 2006 yılında Genel Müdürü olan Osman Dur, Türksat-3A yapım ihalesini kazanan Fransız firmaile yaptıkları anlaşma çerçevesinde, 22 mühendisin uydunun tasarım, üretim, montaj, entegrasyon ve test çalışmalarına katılmak amacıyla yurtdışına gönderileceğini ve bunun ardından bu uzman grubunun Türkiye’ye dönerek bir sonraki uydunun tasarım çalışmalarına başlayacağını belirtimişti. Aradan 12 sene geçti, bu konuda herhangi bir çalışma göremiyoruz[9].

“Coğrafi Konumlama” günümüzde pek çok ülkenin üzerinde harıl harıl çalıştıkları —çok stratejik— görülen bir konu. Ama Türkiye bu konuda, ne kendisi bir şey yapacak durumda, ne de mevcut sistemlerden (mesela Avrupa- Galileo Projesi) ortak olmuş değil. Maalesef.


Not: Bu yazı, aralık 2018 #Tarih Dergisi içinde yayınlanan “Sektant ve Pusula’dan Konum Atma’ya” başlıklı makalenin özetidir.


[1] https://www.imdb.com/title/tt0132477/

[2] İyonosfer, atmosferin 70-500 km arasındaki katmanını oluşturur. Elektromanyetik dalgaların geçmesi ve iletilmesi için ihtiyaç duyulan iyonları içeren ve aynı zamanda da elektronların serbest bir şekilde dolaştığı katmandır.

[3] Sir Arthur Charles Clarke : Bilim Kurgu’nun Asimov ve Heinlein ile birlikte “Big Three”si olarak adlandırılan yazar. Çok sayıda eseri olan yazarın en ünlü senaryosu 1968’de filme çekilmiş olan 2001 : A Space Odyssey idi.

Yazarın Diğer Yazıları

Sar ordan yarım kilo "Stevie", iyi yerinden olsun

21. Yüzyılda ödül vermenin/almanın esprisi adeta şöyle: Ödül almayan kalmasın!

Twitter, Google ve Facebook şeffaflık raporlarına artık nasıl inanalım?

Suudi Arabistanlı muhalif gazeteciyi yakalatan bilgileri Twiter'ın verdiği ileri sürüldü

Amerikalı Senatör, Boeing 737 Max için "Uçan tabutlar" dedi

ABD için Boeing herhangi bir şirket değil; Senato’da soruşturulsa da, aleyhte bir şey çıkarmak zor