TR201607013A2 - Ji̇roskopi̇k jeoradar - Google Patents

Abstract

Eğimli arazilerde yapılan Jeoradar ölçümlerinde; arazi eğiminden kaynaklanan jiroskopik etkinin neden olduğu yüzeyaltı konumlandırma hatasının giderilmesi için Jiroskopik Jeoradar; Jeoradar (1) ünitesi, GNSS/GPS (2) ünitesi, Dijital Jiroskop (3) ünitesi. Ölçüm Tekerleği (4) ve Jiroskopik Jeoradar Veri Tabanı (5) olmak üzere 5 ana kısımdan oluşmaktadır. Jeoradar (1) radargramında tespit edilen gömülü obje ya da katmanın gerçek konumunu Jeoradar (1) ünitesi ile entegre ve eşzamanlı toplanan GNSS/GPS (2) ölçü verilerinin ve Dijital Jiroskop (3) kullanılarak algılanan uzaysal dönüklüklerin JJVT (5) Jiroskopik Jeoradar Veri Tabanında işlenmesi sayesinde gömülü obje ya da katmanın gerçek konumunun belirlenmesi sağlanmaktadır. Jiroskopik Jeoradar; Ülke Koordinat Sisteminde (UTM) tanımlı yer altı haritalarının doğru bir geometriyle oluşturulmasına imkan tanımaktadır.

Description

TARIFNAME JIROSKOPIK JEORADAR Teknik Alan Bu bulus; gömülü obje ve katmanlarin tespitinde kullanilan J eoradar teknolojisi ile ilgilidir.

Onceki Teknik GPR (Ground Penetrating Radar) - Yeralti Radari veya genel adiyla Jeoradar yöntemi, yeraltinin sig tabaka ve katmanlarinda yapilan arastirmalarda kullanilan jeofizik yöntemdir.

Son otuz yil içerisinde elektronik endüstrisinde yasanan gelismeler, zahmetli ve pahali bir is olan isik hizi ölçümlerinin daha ucuz, kolay ve daha duyarli yapilmasini saglamistir. Isik hizinin duyarli ölçümlerinin sonucunda yeraltinda isik hizina yakin hareket eden elektromanyetik dalgalarin daha hassas ve nanosaniye mertebesinde ölçülmesini ve sig jeofizik arastimialarda dogru sonuçlara ulasilmasini saglamistir. Bu çalismalar ve gelismeler Jeoradar uygulamalarini dogurmustur. Jeoradar ilk önce buz kalinliginin ölçülebilmesi için gelistirilmistir. Normal yer ortaminda yapilan çalismalarda elde edilen verilerin sismik yöntemlerde kullanilan veri islem teknikleri ile islenmesi sonucunda 10 - 20 m gibi arastirma derinligine ulasildigi görülmüstür. Günümüzde ise Jeoradar yöntemi sig yer arastirmalari ile arkeometri çalismalarinda yaygin olarak kullanilmaktadir. Madencilik ve jeolojik veren 500 MHz -lGHz antenlerle dogal sogurmanin daha az oldugu sig incelemeler için kullanilmaya baslanmistir. Bu çalismalar içerisinde arkeolojik çalismalari da bulmak mümkündür. l merkez frekansli antenler kullanilmistir. Daha sonra Jeoradar , maden arama, stratigrafi, yol kaplama denetlemesi, yapi, insaat, su arama vs. gibi alanlarda da kullanilmaya baslanmistir (Alp 2003).

Jeoradar metodu; dalgalar halindeki elektromanyetik palslerin yer içinde yayilimina ve dalganin seyir süreci boyunca radar antenine geri yansiyan sinyallerin zamanin bir fonksiyonu olarak kaydedilmesi esasina dayanir. Yeraltindaki her fiziksel veya kimyasal degisim, radar sinyali derinlere indikçe enerjisinin bir kisminin yüzeye geri yansimasina sebep olur. Bu süreç sinyalin enerjisi tamamen tükeneiie kadar devam eder. Yer içi katmanlarindaki süreksizligin meydana getirdigi yansima, kaya, tortu, toprak, bunlarin su içerikli çesitli karisimlari, tas veya kaya yapisindaki degisiklikler veya stratigrafik ara yüzeylerin kitlesel yogunluk farkliliklari gibi yansitici yüzeylerin elektrisel ve manyetik özelliklerindeki degisimlere bagli olarak olusur. Radar yansimalari, radar enerjilerinin yeralti katmanlari arasinda arkeolojik yapilar ve etraflarini çevreleyen yiginlardan geçerken üretilirler. Yeraltindaki ortam boyunca karsilasilan mezar, tünel, gömü veya boru gibi gömülü yapilar radar dalgalarinin yayilma hizlarinda degisikliklere neden olduklarindan belirgin radar yansimalari üretirler. Birbirine çakisik haldeki çok sayida dalga formu ayni lokasyonda yeraltiiidan farkli derinliklerde yansiyan bir dizi halinde kaydedilirler. Buna o lokasyona ait radar yansima izi denilir. (Van Dam and Schlager, 2000) Piyasada bulunan çogu üretici firinanin J eoradar ürünleri; tek kisi ile kullanilabilen, J eoradar kontrol ünitesi, güç kaynagi ve tamami tekerlekler üzerine konuslandirilmis anten ünitelerinden olusan sistemlerdir.Yeralt1 yansimalari; yansimalarin düsey görüntüsünü olusturmak için hangi veri elde etme yönteminin kullanildigina bakilmaksizin çift yollu seyir zaman veya hiz degeri biliniyorsa yansima verisinin yaklasik derinligini düsey eksende ifade ederken, ölçüldügü noktanin yeryüzündeki konumunu, yansima verisinin kaydedildigi noktanin profil baslangicina olan inesafesini yatay eksende olacak sekilde gösterilirler (Sekil Yeryüzünde antenlerin kesintisiz olarak tasinmasiyla elde edilen standart 2 boyutlu yansima profillerinde radar enerji palsleri zamanin bir fonksiyonu olarak üretilirler. Mesafeyi ifade eden yatay ölçek antenlerin tasinmasi esnasindaki hiz degisimlerine bagli olarak degisir. Bu yatay ölçekte liiieer olmayan hatalara neden olur. Tekerlekli ölçüm metodunda yatay ölçek verinin alindigi istasyonlar arasi mesafeler kullanilarak yada yeryüzündeki mesafe basina düsen yansima izi sayisinin programlanmasi ile otomotik olarak düzenlenir. Fakat antenlerin egimli yüzeyde hareket ettirilinesine bagli olarak mesafe basina kaydedilen yansima izi sayisi da farklilik gösterir. Antenler yeryüzü üzerinde tasinirken yerden yüksekliklerinin ve oryantasyonunun (3 eksendeki egiklik ve dönüklügün) ayni olmasiiia özen gösterilmelidir.

Antenlerin yeryüzeyine göre oryantasyonunun degistirilmesi yeraltindaki materyallerin gerçek dagilimini görüntülemeye engel teskil edecek sekilde yansima kayitlarinin etkilenmesine sebep olur. Bu durumun gerçeklesmesine "coupling loss" denilmektedir. Bu hata alici ve verici antenin birbirine göre olan egiklik ve dönüklügünü ifade eder, fakat her bir nokta için arazi egimi ile birlikte degisen anten oryantasyonu da modellemeye etki eden öneinli bir hata kaynagidir.

Eger ölçme bölgeleri arasinda kayda deger düzeyde yükseklik farkliliklari varsa yansima veri kayitlarindaki yüzeysel düzensizlikten kaynaklanan bu hata topografik düzeltmeyle giderilir.

Yeryüzeyinin egimli, engebeli, pürüzlü veya topografik yüksekliklerinin ölçüm profili boyunca sik degistigi durumlarda yeralti radar yansima verilerine ölçüinlerden sonraki veri isleme asamasinda bir düzeltme getirilmelidir. Yüzeyin belirgin sekilde düzensiz oldugu durumlarda ise yükseklik ölçümleri belkide her bir metrede bir veya saha da sik olacak sekilde yapilmalidir. (Sun and Young 1995) Jeoradar sistemleri profil hatti üzerinde duraksamadan tasindigi takdirde ölçme bölgesine mahsus yansima izlerini oldukça hizli sekilde toplayabilirler. Veri toplama asamasinda ölçüm yapilan seritler arasiiidaki mesafenin kisa tutulmasi birim mesafe basina düsen yansimalarin sayisini artiracagindan yeralti katmanlarinin tanimlanma dogrulugunu veya bir baska ifade ile çözünürlügü artirir. Bu ölçüm profilleri üzerindeii verilerin toplandigi ölçme yönteminde antenlerin her bir profilde manuel olarak tasinmasi suretiyle yansima izlerinin kaydedilmesini zorunlu kildigindan ölçnieler için daha fazla zamana ihtiyaç vardir. Ote taraftan seritler arasi mesafenin arttirilmasi ile veri sayisi azaltilarak zamandan tasarruf edilebilir. Bütün Jeoradar sistemleri veri isleme asamasinda kayitli radar yansima izlerinin tümünü spesifik olarak belirlenen yeryüzü referans noktasindan itibaren cihazin ölçmeyi yaptigi lokasyonun inesafesini ölçmek için bir tekerlek veya benzeri bir aletle veri toplayacak sekilde programlanmislardir (Sekil 1). GPS veya Lazer Teodolit yardimiyla antenin yeryüzündeki referans noktasina olan mesafesini ölçmek için gelistirilmis birkaç prototip sistem bulunsa da henüz herhangi bir uygulamada kullanilmamistir. (Lehman and Green 1999) Bir profil boyunca gömülü tabakalarin elde edilen bir dizi yansima izi toplandiginda profil dogrultusunda alt alta yatay hatlar elde edilecektir. Bunlar koyu ve parlak gri tonlarda yansima profilleridir ve “Planar Reflecting” olarak adlandirilir. Bu belirgin yansima türü genellikle stratigrafik ortamlarda veya diger fiziksel süreksizlik gösteren su tabakalarinda veya arkeolojik objeler gibi farkli yeralti tabaka sinirlarinda üretilir. Bunlar yeraltindaki nokta hedeften kaynaklanan yansimalarda olabilir. Nokta kaynakli yansimalari üreten gömülü materyaller tek bir kaya, metal obje, dogru açiyla yerlestirilmeinis çakisik borular ve bu baglamda degerlendirilebilecek diger küçük objeler olabilir. Nokta hedefler radar profillerinde yansima hiperbolleri olarak görülürler. Asiri sayida veya yogunlukta hiperboller içeren yansima profilleri yorumlamayi zorlastirir. Hiperbolik yansimalar oldukça kompleks ve yogun profiller olusturur.

Nokta kaynakli yansima hiperbolleri bazen difraksiyon terimiyle ifade edilir. Tüm Jeoradar antenlerinin ürettigi radar dalgasinin yeraltinda konik bir egri seklinde yayilmasindan dolayi yansimalari da hiperboller seklinde olusur. Derinlere indikçe disa dogru yayilan radar enerjisinin seyrini ifade eder.

Sekil 2 de A harfiyle gösterilmis. Sinyaliii gidis ve dönüsü zamaiiin fonksiyonu olarak (dt) antende algilanip derinlige göre kaydedilerek görüntülenir . Cismin üzerinden geçerken Yüzeydeki anten tarafindan kaydedilen gömülü objeye ait çok sayidaki yansima tüm yansima izlerinin profilde gösterildigi B çiziminde oldugu gibi bir yansima hiperbolü olusturur.

Radar enerjisi gömülü katmandan yansirken verici antenin direk altindan olmasada yayilmakta olan dalganin konik yüzeyinin içinden yansir. Radar dalgasinin egrisel ve zikzakli seyri yansidigi katmanin yeryüzüne olan mesafesinden radar enerjisinin seyir süresiyle ölçülen mesafeye oranla daha uzundur. Fakat objeden üretilen yansimalar antenin direk altinda olmasada altindaymis gibi kaydedilir. Yüzeydeki anten gömülü nokta hedefin yakinlarinda tasinirken alici anten gömülü nokta hedeften gelen yansimalari kaydettiginden obje üzerinden gelen yansima verileri kullanici ekraninda ancak obje geçildikten sonra görülebilir.

Enerjinin antenden gömülü objeye kadar olan seyir süreci boyunca izledigi rota egimli bir patika seklindedir. Bu zikzakli seyir yolu yansima kaynaginin antenle olan gerçek mesafesinden büyüktür. Anten gömülü objeye yaklastiginda yansimalar kisa sürede kaydedildigindeii yansima süresinin en kisa oldugu an; antenin gömülü objeye en yakin oldugu pozisyondur (Sekil 2).

Bu dogal süreç anten yansima kaynaginin üzerinden tasinip geçtikten sonrada tekrarlanir.

Sonuç olarak egimsiz düz zeminler için bir parabolün ekstrem (tepe) noktasi gömülü yansima kaynaginin bulundugu konumu ifade etmektedir. Parabolün uzantilari ise enerjinin yeraltinda izledigi egimli ve zikzakli güzergahin yansima kayitlarindan üretilmektedir.

Jeofizikçilere göre yansima hiperbollerinin varligi veri yorumlama asamasinda dikkat dagitici bir etkendir çünkü gömülü objenin gerçek konumunu ifade etmemektedir. Yeraltinda yayilan radar enerjisinin izledigi yolun kompleks geometrisinin ürünüdürler. Ote taraftaii hiperbollerin varligi bazen verilerin yorumlaninasina yardimci da olabilir, çünkü yansima profillerinde kolaylikla tanimlanabilen yeralti objelerinin geometrilerini ve spesifik boyutlarini gösterirler. En önemlisi hiz analizlerinde hizin belirlenmesine olan katkisi görmezden gelinemez. Bu katki ise yansima hiperbollerinin dogru geometride üretilmis olmasi ile mümkündür.

Ozetlenecek olursa birçok farkli sektörde kullanilmakta olan GPR teknigi; özellikle egimli ve engebeli arazilerde “planimetrik” yatay mesafeyi degil Olçüm Tekerlegi verilerini kullandigindan dolayi yatay eksende ölçeklendirme problemleri içermektedir. Ikinci olarak antenlerin birbirine göre olan yükseklik ve oryantasyonlarinin degisken olmasi profil üzerinde mümkün oldugunca sik yükseklik ölçümü yapilmasini gerektirmektedir. Gömülü obje, antenin tam olarak altinda olmasa dahi altindaymis gibi kaydedildiginden radargramlar üzerinde isaretlenen her bir detay için jiroskopik düzeltme yapilmasi zaruridir. Böylelikle gömülü objenin gerçek koordinatlari ile tespiti mümkündür. Bu sayede; Yol ve beton arastirmalari, Hasarsiz Karot - NDT (Non Destructive Testing) - Mayin tespiti gibi arastirmalarda gömülü objenin konumsal dogrulugunu artirilacak, bu sayede arkeolojik amaçla yapilan arastirmalarda objenin konuinu daha yüksek dogrulukla bilindiginden daha az kazi yapilarak, is gücü ve maliyet kaybinin önüne geçilecektir.

Bulusun Amaci Bu bulusun amaci; güncel J eoradar (l) tekniginde arazi egiminden kaynaklanan jiroskopik etkilerin (Uzaysal Dönüklüklerin); gömülü objenin konumlandirma ve modelleme üzerindeki hatalarini GNSS/GPS (2) ve Dijital J iroskop (3) kullanilarak gelistirilen “J iroskopik J eoradar (1)” yardimiyla gidermek, gömülü objenin yeraltindaki gerçek konumuiiu UTM datumunda (Ulke Koordinat Sisteminde) belirleyerek güncel uygulamalardan daha dogru konum verisine sahip yer alti haritalarinin olusturulmasina imkan tanimaktir.

Sekillerin açiklanmasi: Sekil 1: Tek kisilik J eoradar - (GPR) Sistemi Sekil 2: Yansima Hiperbollerinin Uretilmesi.

Sekil 3: Klasik GPR/Jeoradar Olçme Teknigi Sekil 4: Yataya indirgenmis mesafe ile Olçüm Tekerlegi ile ölçülen mesafenin farki Sekil 5: Egimli arazide UTM koordinat sistemine gore fi,omega ve kappa açilari ile uzaysal olarak dönük GPR için bulundugu pozisyon (Xgps-Ygps-ngs) ile gömülü obje pozisyonu (Xob je-Yob je-Zob je) ve konumsal sapmayi ifade eden “dx” ve “dy” Sekil 6: J iroskop ve Eksenleri Sekil 7: Jiroskopik Jeoradar: GPR(1), GPS (2), Dijital Jiroskop (3) kisimlari olmak üzere; GPR radargrainindan UTM koordinati hesaplaninak istenilen detay noktalar ve 3 tablo verilerinin senkronize edildigi, entegrasyonun saglanip verilerin islendigi JJVT (5) (J iroskopik J eoradar Veritabani) Sekil 8: Semt Açisi.

Sekil 9: Egimli arazide profil dogrultusuna göre fi dönüklügü (CD) bulunan GPR/Jeoradar ölçümü içiii GPS ”in anten merkezi koordinatlari ile gömülü obje koordinatlari arasindaki öteleme miktari “Dikayak” Sekil 10: Egimli arazide profil dogrultusuna göre omega dönüklügü (w) bulunan GPlUJeoradar ölçüm profili için GPS'in anten nierkezi koordinatlari ile gömülü obje koordinatlari arasindaki öteleme miktari “Dikboy” Sekillerdeki Referanslarin açiklanmasi: OO\IO\M-IÄWN- Tablolarin açiklanmasi: Tablo 1: GPS Verileri Tablosu Tablo 2: J iroskop Verileri Tablosu Tablo 3: Radargram Uzerinde Isaretleiieii Detay Noktalari Tablosu Tablo 4: GPS -GPR ve Dijital Jiroskop Veri Entegrasyonu Tablosu Tablo 5: Jiroskopik Jeoradar veri gruplarini ifade etmek için Microsoft Excel tablosunda karsilik gelen alan adlari gösterilmektedir.

Bulusun Açiklanmasi Yeraltinda derinlere inildikçe radar siiiyaliii iiasil bir güzergah izleyecegi asla kesin olarak bilinemez. Radar sinyalleri yeraltinda boslukta yayilan isik isinlari gibi dogrusal yayilmazlar.

Sinyalin yer içinde izledigi güzergah derinlik artisi ve gömülü objenin (6) etrafini çevreleyeii katinanlarin farklilasmasi ile giderek daha düzensiz bir hal alir. Fakat enerjiyi sönümleyecek nitelikte manyetik geçirgen yada elektrik iletken olmayan homojen katmanlar için maksimum 1-2 metreye kadar penetrasyonun saglandigi sig derinlikler; 900 Mhz”den yüksek frekans araliklarinda üretilen radar dalgalarinin dogrusala en yakin seyrettigi bölümdür. Bulusun (J iroskopik Jeoradar) amaci olan jiroskopik düzeltine yalnizca belirtilen frekans araliklarindaki J eoradar (l) larda belirtileii derinlikler içiii geçerlidir.

Bulus Jiroskopik Jeoradar (1); GPR ünitesi (l), GNSS-GPS (2), 3 Ekseiili Dijital Jiroskop (3) olusmaktadir. Klasik GPR/Jeoradar ölçümünden farkli olarak GNSS-GPS (2) ve Dijital Jiroskop (3) verilerinin eszamanli kaydedilmesi sonucu elde edilen verilerin Jiroskopik Jeoradar Veri Tabani (JJVT) (5) ile islenmesi sonucu; gömülü obje (6) yada katmanin yeraltindaki gerçek lokasyonunu arazi egiminden kaynaklanan jiroskopik (uzaysal dönme) etkileri gidererek UTM koordinat sisteminde yeniden konumlandirma esasina dayanmaktadir.

Klasik GPlUJeoradar tekniginde gömülü obje (6) ya da katmanin radargram üzerinde tespit edildigi nokta; yalnizca baslangiç ve bitis noktalari bilinen ölçüm profiliiiin baslangicindan itibaren Olçüm Tekerlegi (4) ile ölçülendirilmis mesafe ve derinlik degeriyle ifade edilen 2 boyutlu lokal bir koordinat sistemine göre tanimlidir (Sekil 3). Bu durumda tekerlek devir sayisi ile ölçülen mesafe Sekil 4 de gösterildigi gibi planimetrik (yataya indirgenmis) mesafeyeden fazladir.

Sekil 4 te profil baslangiç noktasi Xo,Yo ile profil bitis noktasi Xn,Yn arasindaki (4) ile ölçülen mesafe gösterilmektedir. r ile objenin planimetrik konumu, r*(3,l4/2) ile objenin klasik GPR radagram konumu gösterilmektedir. Sekil 4 te gösterilen modelde %50 defomiasyon söz konusudur.

Egiklik ve dönüklük parametrelerine bagli olarak 3 eksendeki egim düzensizligi ile birlikte daha da artabilecek olan bu hata Klasik GPR/Jeoradar Radargraminin baslangiç noktasindan itibaren mesafeyi ifade eden yatay ekseninde ölçek hatasina neden olmaktadir. Analitik geometriye göre koordinatlari bilinen iki nokta arasindaki yatay mesafe; Esitlik 1 esitligi ile hesaplanabilir. Yataya indirgenmis mesafenin elde edilmesi; GPR ile eszamanli yapilan GNSS/GPS (2) ölçümleri ile mümkündür. Bu sayede her radar yansima izi, GPR anteninin yeryüzeyinde yer alti katmanlarina dair verileri topladigi konumda kaydedilen GNSS/GPS (2) verisi ile Xgpr,Ygpr ve ngr olarak tanimlanmis olmaktadir. Ancak egimli arazide her Klasik GPR/Jeoradar profili Ulke Koordinat Sistemi (UTM)'e göre oryantasyon parametreleri olan fi, omega, kappa kadar egik ve dönüktür. Dolayisiyla radargramin tanimli oldugu koordinat sistemi baslangiç noktasi olan Xgpr,Ygpr ve ngr “da GPS (2) koordinat sistemine çakisik, fakat fi, omega,kappa uzaysal dönme açilari kadar egik ve dönüktür. Bu ikinci koordinat sisteminin birinci koordinat sistemi olan GPS (2) koordinatlarina dönüstürülmesi gerekmektedir. Dijital Jiroskop (3) verilerinin GPR ve GNSS/GPS (2) ile eszamanli toplanarak oryantasyon parametrelerinin bilinmesi halinde radargram üzerinde isaretlenen nokta hedef yada katman sinirlarina dair her detay için Ulke Koordinat Sisteminde Xutm,Yutm ve Zutm degerlerinin hesaplanmasi mümkündür. (Sekil 5) Sekil 5 te UTM (Universal Transvers Mercator) projeksiyonu X,Y ve Z ile, Ulke koordinat sistemine gore fi,omega ve kappa açilari ile uzaysal olarak dönük 2. Koordinat sistemi Xi, Yi ve Zi gösterilmektedir.

GPR ölçümünün yapildigi _Gömülü objenin (6) radargramda algilandigi - lokasyon olan Xgps-Ygps-Zelipsoidal ile gömülü obje (6) pozisyonu (Xobje-Yobje-Zobje) ve arazi egiminden kaynaklanan uzaysal dönüklüklerin neden oldugu konumsal sapmayi ifade eden VERI SETLERININ TANIMLANMASI GNSS/GPS VERILERI Günümüzde GPR verileri ile eszamanli toplanan GNSS/GPS (2) verileri GPR verilerinin islenmesinde kullanilan Reflex Win ve benzeri paket programlar vasitasi ile entegre edilebilmektedir. Buradaki amaç yükseklik farklarini sürekli ölçerek topografik düzeltmeyi saglamak ve radargram üzerine cografi koordinat sistemindeki enlem/boylam degerlerini islemektir. GNSS/GPS (2) entegrasyonu saglanmis GPR ölçümünde her radar yansima izi (reflection trace) için .COR uzantili entegrasyon dosyasi üretilir. Tablo 1” de görüldügü gibi (.COR) uzantili bu dosyada her bir yansima izi için sirasiyla Trace No, Enlem, Boylam, Yükseklik verileri bulunmaktadir. Yansima izleri arasindaki mesafe yine Olçüm Tekerlegi (4) ile yapilmakta ve (reflection trace) yansima izleri GPR parametre ayarlarinda belirlenen mesafe araliklari için otomotik olarak üretilmektedir. Olçüm Tekerlegi (4) ile ölçülen bu mesafe arazi egimi ve oryantasyon parametreleri göz önüne alinarak yataya indirgenmediginden GNSS/GPS (2) entegrasyonuna ragmen üretilen tüm radargramlarda yatay ölçek hatasi ve arazi egiminden kaynaklanan koordinat sapmasi bulunmaktadir.

Her bir yansima izinin (reflection trace) UTM datumunda koordinatlandirilmasi ve kartezyen koordinat sisteminde islem yapilabilmesi için ilk adim; Cografi Koordinat Sistemindeki koordinatlarin 3 derecelik UTM Ulke Koordinat Sistemine (Cografi-UTM) dönüsümünün saglanmasidir.

DIJITAL JIROSKOP VERILERI Bir jiroskop geometrik ekseni etrafinda serbest hareketi gerçeklestirebilen bir rotordan olusur.

Serbest uzayda kütle merkezi degismeinek üzere, bir aski düzleini içerisinde (Sekil 6) istenilen açisal konumu alabilir. Bu sayede degisen açi degerlerini algilayabilmektedir.

Günümüzde duyarlilik seviyelerine göre degisen Dijital Jiroskop (3) sensörleri akilli cep telefonu, tablet bilgisayar gibi platformlarda standart halde bulunabilirken model uçaklarda,r0botlarda ve mekatronik teknolojilerin gelistirilmesinde kullanilmak üzere üretilmis yüksek duyarlilikta pek çok model 2 Eksenli ve 3 Eksenli seçeneklerle kullanicilara sunulmaktadir.

J iroskopik Jeoradar Metodu 3 eksenli Dijital J iroskop (3) ile modellenmistir. Dijital J iroskop (3) verisi .txt formatli olup, belirlenen her zaman araliklari için üretilen zaman, fi, omega ve kappa egiklik ve dönüklük verilerini içermektedir. Modellemede kullanilan Açi ölçü birimi Radyandir.

Senkronizasyon: Dijital Jiroskop (3) verileri bir data-logger veya bilgisayar araciligi ile GPR ölçümleri ile eszamanli kaydedilmeli ve zamansal senkronizasyonda GPS (2) verilerindeki UTC saati esas alinmalidir.

Kalibrasyon: Dijital Jiroskop (3) 'ölçüme baslanilmadan Önce (fi, omega) uzaysal dönüklükleri için asal eksen (sahkül) dogrultusuna; (kappa) uzaysal dönüklügü için profil dogrultusuna sifirlanarak (kalibre) edilmelidir.

GPR Verileri: GPR/GPS (2) Kombinasyon Metodu için 900 Mhz°den yüksek frekans araliklarinda çalisan bir GPR ünitesi kullaiiilmalidir. GPS (2) aiiteiiiiiin GPR ünitesine dikey konumda sabitleiimis oldugu varsayilmaktadir. GPR verileri 2 Boyutlu radargramlarla ifade edilir. Radargramlar yorumlanirken nokta hedefler yada katman sinirlari “pick” adi verileii isaretlemeler yapilir.

Isaretlenen her nokta için Trace No (Yansima izi numarasi), profil baslangicindan olan mesafe ve genlik degerleri gibi veriler kullanicinin tercihine göre dijital olarak kaydedilebilir.

Radargram üzerinde gerçek koordinati hesaplanmak istenilen noktalar isaretlenmis ve trace no, derinlik ve mesafe bilgileri (JJ VT) (5) J iroskopik J eoradar Veri Tabaninda islenmek üzere kaydedilinistir.

Radargram üzerinde isaretlenen detay noktalar, Reflex WIN yazilimi kullanilarak gömülü obje (6) ya da katmana dair Trace No, Profil Mesafesi ve Derinlik degerleri kaydedilir.

JIROSKOPIK JEORADAR VERI TABANI (JJVT) JJVT (5) Veri tabani Microsoft Access yazilimi kullanilarak olusturulmustur. GPS (2), GPR radargramindaii UTM koordiiiati hesaplaninak istenilen detay noktalar ve Dijital J iroskop (3) olmak üzere 3 tablo içermektedir. GPR ile eszamanli kaydedilen GNSS/GPS (2) ve Dijital Jiroskop (3) verilerinin bulundugu bu 3 tablo; JJVT (5) veri tabani kullanilarak entegre edilmistir. (Sekil 7) Sekil 7 de (1)GPR, (2)GPS (2), (3)Dijital Jiroskop (3) kisimlari olmak üzere; GPS (2), GPR radargramindan UTM koordinati hesaplanmak istenilen detay noktalar ve Dijital Jiroskop (3) olinak üzere 3 tablo verilerinin senkronize edildigi, entegrasyonun saglanip verilerin islendigi JJ VT (5) (J iroskopik J eoradar Veritabani) gösterilmektedir.

Tablolar 1: GPS (2) Verileri Tablosu trace tarih Saat Y koordinati X koordinati Z koordinati anten (H) Tablo 1; GNSS/GPS (2) ölçüleri ile eszamanli yapilan GPR ölçümü Reflex Win programi kullanilarak zamansal seiikronizasyonla entegre edilmis ve .COR uzantili dosya üretilmistir.

.COR uzantili dosya Microsoft Excel] yazilimi kullanilarak tablo haline getirilir. (Sekilde 17418 yansima izi (trace) kaydindan 20 adedi gösterilmektedir) Baslangiç noktasi ile GPR anteninin üzerinde bulundugu nokta arasindaki bazin manyetik kuzeyle yaptigi açi semt açisi olarak isimlendirilmekte ve Arctan(dy/dx) formülü ile hesaplanmaktadir, dy nin ve dx in +/ - isaretli olma durumlarina göre 4 farkli sekilde degerlendirilerek semt açisi hesabi yapilir. Tablo 1' de görüldügü gibi her yansima izi içiii GNSS/GPS (2) `Ölçümü bulunmamakta ve bazi yansima izleri ayni koordinat degerlerinde tanimlanmaktadir. Bunun nedeni GNSS/GPS (2) verilerinin GPR verileri kadar hizli toplanamamasidir. Bu hatanin giderilmesi için koordinatin tekrar ettigi araliklarda Olçüm Tekerleginden (4) alinan yansima izleri arasi mesafe Dijital Jiroskop (3) verisi kullanilarak yataya indirgenir S = rxcos(d>) Semt açisi ve baslangiç noktasindan itibaren yataya indirgenmis mesafe kullanilarak her yansima izinin UTM koordinatlari Ygps ve Xgps esitlikleri kullanilarak yeniden hesaplanir. Böylelikle artik koordinati bilinen tüm yansima izleri için profil baslangicina göre Semt açisi; 2. Semt Açisi hesabi ile yeniden hesaplanir ve kaydedilir. 2: Jiroskop Verileri Tablosu No Derinlik Mesafe 107 1,045 4,1 108 1,054 4,7 Tablo 2; GPR ölçümü ile eszamanli yapilan Dijital Jiroskop (3) ölçümlerini içermektedir. Açi ölçü birimi radyandir. Baslangiçtan itibaren saniyede bir veri kaydedecek sekilde yapilir.

Zaman biriminin saniye duyarliliginda seçilmesinin nedeni; GPS (2) tablosundaki zaman araliklarinin saniye duyarliliginda olmasidir. Veri entegrasyonunda saniye alti duyarlilikta zaman ölçümleri GPS (2) tablosu ile eslestirilemeyeceginden veri yükünü hafifletmek ainaçlanmistir. Dijital Jiroskop (3)un fi, omega ve kappa egiklik ve dönüklük degerleri zainanin fonksiyonu olarak üretilir ve .txt formatinda kaydedilir. Dijital Jiroskop (3)un .txt uzantili bu kaydi veri tabaninda kullanilmak üzere Microsoft Excel yazilimi kullanilarak tablo haline getirilir ve kaydedilir. 3: Radargram Uzerinde Isaretlenen Detay Noktalari Tablosu Saat Phi Omega Tablo 3: GPR radargraminda isaretlenerek UTM koordinati hesaplaiiinak istenilen detay noktalarina ait verilerden Trace No (Yansima Izi Numarasi), Derinlik ve Profil baslangicindan itibaren ölçülen mesafe seçilerek .txt uzantili dosya olarak kaydedilir. Radargram üzerinde isaretlenen nokta verilerinin .txt uzantili bu kaydi Microsoft Excel yazilimi kullanilarak tablo haline getirilir ve kaydedilir. 4: Iliskiler Tablo 1 ve Tablo 2, zamanin fonksiyonlari olarak kaydedilmis oldugundan ayni zamanda kaydedilmis GNSS/GPS (2) ve Dijital J iroskop (3) verilerini entegre etmek ainaciyla zaman sütunu birincil anahtar olarak kullanilmak üzere iliskilendirilir. Her saniyede bir olinak üzere seçilen zaman araliginda yalnizca bir Dijital Jiroskop (3) kaydi bulundugundan eslesmede herhangi bir hata olusmaz.

Tablo 1 ve Tablo 3, ayni yansima izi (trace) numarasina tanimli GNSS/GPS (2) ve GPR Radargraminda isaretlenen nokta verilerini entegre etmek amaciyla Yansima Izi Numarasi (Trace No) sütunu birincil anahtar olarak kullanilmak üzere iliskilendirilir. Her trace_no için yaliiizca bir GNSS/GPS (2) verisi ve yalnizca bir Isaretlenen Nokta kaydi bulundugundan eslesinede herhangi bir hata olusmaz. 4: Veri Entegrasyonu GNSS/GPS (2), Dijital Jiroskop (3) ve Isaretlenen Nokta tablolarinin iliskilendirilmeleri ve olusturulan veri tabani sorgusu sonucunda sonucunda; isaretlenen her nokta için bu 3 tablonun verileri entegrasyonu saglanir.(Tab10 4) trace tarih saat enlem boylam yükseklik anten Phi Omega Derinlik Mesafe Tablo 4: GPS (2)-GPR ve Dijital J iroskop (3) Veri Entegrasyonu Tablosu : Islem Adimlari Asagida izah edilen islem adiinlarinin tamami JJTV veri tabani tarafindan gerçeklestirilmektedir. Tüm hesaplamalar “GPS (2) Sorgul” üzerinden SQL kodlarla hazirlanmistir. Fakat daha kolay anlasilabilmesi adina veri entegrasyonundan sonra yapilacak islem adimlari Microsoft Excel sütun adlariyla isimlendirilerek ayrica formülize edilecektir.

Asagidaki indekste (Tablo 5) her veri grubu için Microsoft Excel tablosunda karsilik gelen alan adlari gösterilmektedir.

J iroskopik Kappa Açisi: Seçilen Detay Noktasi Derinlik Degeri: Trace No: A Tarih: B YGPSKoordinati: D XGPS Koordinati: F ZGPS (2) Koordinati: H Anten Yüksekligi: J J iroskopik Fi Açisi: K J iroskopik Omega Açisi: L Seçilen Detay Noktasinin Profil Mesafesi: Tablo 5: Jiroskopik Jeoradar (1)Veri gruplarini ifade etmek için Microsoft Excel tablosunda karsilik gelen alan adlari gösterilmektedir.

Semt Açisi Hesabi: Manyetik kuzey ile radar profilinin yeryüzeyi üzerinde tasindigi dogrultu arasindaki açidir (Trace 1 ve Trace 2 nolu ölçüm noktalari (Yansima Izi Noktalari) arasindaki baz”in manyetik kuzeyle yaptigi açi; ti2 görülmektedir.) Seçilinis gömülü obje (6) detay noktalarini Ulke Koordinat sisteminde konumlandirabilmek için mutlaka bilinmesi gerekir. Sem açisi hesabi; arctan: (dy/dx) esitligi ile hesaplanir. dy, (Y koordinatlari farki) ve dx(X Koordinatlari Farki) pozitif veya negative olmasi durumlarina gore 4 farkli sekilde hesaplanmaktadir. dy= + ve dx= + ise; Birinci Bölgededir ve arctan (dy/dx) degeri semt açisini ifade eder. dy= + ve dx= - ise; Ikinci Bölgededir, 180- arctan(dy/dx) ile hesaplanan deger seint açisini ifade eder. dy= - ve dx= - ise; Uçüncü Bölgededir, 180+ arctan (dy/dx) esitligi Semt Açisini ifade eder. dy=- ve dx= + ise; Dördüncü Bölgededir, 360 - arctan (dy/dx) esitligi Semt Açisini ifade eder.

Dolayisiyla Semt açisi hesabi için dy, dx ve arctan(dy/dx) degerleri her Trace(Yansima Izi) noktasi için tanimlanmalidir. Profil baslangicindan itibaren GPS (2) anteninin tanimli oldugu koordinat sisteminin X ekseni üzeriiideki yerdegistirme miktari “dx” ve profil baslangicindan itibaren GPS (2) anteninin tanimli oldugu koordinat sisteminin Y ekseni üzerindeki yerdegistirme miktari “dy” ile ifade edilir. dy (Y Koordinatlari Farkinin Hesaplanmasi) ACCESS (SQL) KODU: dy: [GPS (2)].[enlem]-DLookUp("[enlem]";"GPS (2)";"[trace] = 2") dx (X Koordinatlari Farkinin Hesaplanmasi) EXCEL FORMULU: ALAN_Q= F3-F$2 ACCESS (SQL) KODU: dx: [boylam]-DLookUp("[boylam]";"GPS (2)";"[trace] : 2") Arctan(dy/dx) Degerinin Hesaplanmasi (Derece) EXCEL: ALAN_R = ATAN(P2/Q2)*180/(PI()) ACCESS (SQL) KODU: dy/dx: Atn([dy]/[dx])*180/(4*Atn(1)) ACCESS (SQL) KODU: semt_acisi: IIf(([dy]>0 And [dx]<0);[dy/dx]+180;IIf(([dy]>O And 1.Semt Açisinin hesaplanmasi ile GPR”in yeryüzündeki profil güzergahinin manyetik kuzeyle yaptigi açi matematiksel olarak ifade edilmis olur. Baslangiç noktasinin X(baslangiç) ve Y(bas1angiç) koordinatlari, semt açisi ve baslangiçtan itibaren profil üzerindeki yatay mesafesi bilinen bir noktanin X ve Y koordinatlari Esitlik 2 ve Esitlik 3 ile hesaplanir.

Xn= (X baslangiç)+(L baslangiç noktasindan itibaren yatay mesafe) x cos( t seint açisi) Esitlik 2 Yn= (Y baslangiç)+ (L baslangiç noktasindan itibaren yatay mesafe) X siii( t semt açisi) Esitlik 3 Gömülü objeyi (6) dogru konumlandirabilmek için 'öncelikli olarak GPR”in yeryüzeyindeki konumu bilinmelidir. Dolayisiyla her trace (Yansiina izi) için GNSS/GPS (2) ile eszamanli hareket eden GPR°in yeryüzündeki konuinunu ifade eden YGPSve XGPS degerlerinin dogru hesaplanmasi gerekir. Fakat veri entegrasyonunda yasanan senkronizasyon problemi nedeni ile bazi ardisik trace (yansima izi) numaralari içiii ayiii GNSS/GPS (2) koordinatlari görülmektedir. GPR her 0,10 metrede bir trace üreterek çok hizli sekilde veri toplarken GNSS/GPS (2) ayni serilikte koordinat üretememektedir. Bu problem çözülmezse Y ve X koordinatlari arasinda fark olmayacagindan dolayi semt açisi hesaplanamayacak ve sistem hata verecektir. Bu nedenle eger Y ve X koordinatlari farki=0 ise; koordinatlarin ardisik olarak ayni seyrettigi bu alanlar için seçilen detay noktalari tablosunda her trace için tanimlanan baslangiçtan itibaren “mesafe” ölçümü yataya indirgenerek YGPSve XGPS koordinatlari her trace (yansima izi) için özel olarak hesaplanmalidir.

YGPS koordinatinin hesaplanmasi: GPS (2) tablosunda ayni koordinat degerinde kaydedilen trace (yansima izi) noktalarini dogru pozisyonda yeniden koordinatlandirmak için Olçüm Tekerlegi (4)nden alinan mesafe Dijital jiroskobun (fi) açi degerinin kosinüsü ile çarpilarak yataya indirgenir. Yataya indirgenen mesafe kullanilarak ilk verilere göre ayni koordinatta tanimlanan trace (yansima izi) noktalari için ALAN_T ve ALAN_U formülleri kullanilarak yenideii koordinatlandirilir.

EXCEL FORMULU: ALAN_T =EGER(D1-D2=0;D2+SIN(SZ*PI()/1 80)*(02- ACCESS (SQL) KODU: YGPS:IIf(DLookUp("[GPS (2)].[enlem]";"GPS (2)";"[trace]=" & ([dy]^2+[dx]^2)^0.5)*Sin([semt_acisi] *(4*Atn( l )/ l 80));[enlem]) XGPS koordinatinin hesaplanmasi: EXCEL FORMULU: ALAN_U =EGER(F1-F*(02- ACCESS (SQL) KODU: XGPS: llf(DLookUp("[GPS (2)].[boylam]";"GPS (2)";"[trace]=" & ([dy]^2+[dx]^2)^0.5)*Cos([semt_acisi] *(4*Atn( l )/ l 80));[b0ylam]) YGPSve XGPS degerleri koordinati tekrar eden alanlarda iteratif mesafe ölçümü ile hesaplandiktan sonra yukarida bahsedilen senkronizasyon hatasinin görüldügü ayni koordinat degerindeki alanlar için semt açisi hatasinin da giderilmesi ve her tracese özel olacak sekilde semt açisi degerinin hesaplanmasi gerekmektedir. Bu amaçla 2. Defa semt açisi hesabi yapilir; Dy2 Hesabi: EXCEL FORMULU: ALAN V= T2-D$2 ACCESS (SQL) KODU: dy2: [YGPS]-DLookUp("[enlem]";"GPS (2)";"[trace] = 2") Dx2 Hesabi: EXCEL F ORMULU: W= U2-F$2 ACCESS (SQL) KODU: dx2: [XGPS]-DL00kUp("[boylam]";"GPS (2)";"[trace] = 2") Dy2/Dx2 Hesabi: EXCEL FORMULU: ALAN X=ATAN(V2/W2)*l80/PI() ACCESS (SQL) KODU: dy/dx2: Atn([dy2]/[dx2])*l80/(4*Atn(1)) 2.Semt Açisi Hesabi: Böylelikle her Trace_N0 için özel olarak üretilen X, Y koordinatlari ile Semt Açisi degerleri hesaplanmis olur.

GPS (2) anteninin yeryüzeyindeki konumu her bir trace için bilinmesine ragmen egimli arazide GPR”in ve GPR radargraminda görüntülenen ya da tanimlanmaya çalisilan gömülü objenin (6) koordinati bilinmemektedir. Çünkü arazi egimi ile degisken olarak GPR in yeryüzeyinde bulundugu konum GPS (2) ölçümünün yapildigi anten merkezi konumunu tanimlayan XGPS ve YGPSkoordinatlarindan farklidir . Fakat GPR radargramlarinda sanki ayni konumdaymis gibi modellenmektedir.

Gömülü obje (6) yada katmanin konumu arazi egimiyle birlikte degisen fi,0mega, kappa açilari ve derinlige bagli olacak sekilde GPS (2) anteninin bulundugu konumdan farklidir. Bir baska degisle egimli arazide GPS (2) anteninin YGPSVe XGPS koordinatlarinin tanimlandigi UTM (Ulke Koordinat Sistemi) ile GPR ölçümünün radargramda ifade edildigi lokal koordinat sistemi birbirine gore fi omega ve kappa açilari kadar dönüktür. Bu ikinci sistemin dönüklügü 3 boyutlu uzaysal dönme matrisleri kullanilarak UTM koordinat sistemine dönüstürülebilir.

Bir uzaysal dönme matrisinin bagimsiz 3 parametresi için, üç koordinat eksenindeki üç dönme açisi olan fi, omega ve kappa kullanilir. UTM koordinat sistemi ile fi, omega ve kappa kadar dönük olan GPR koordinat sistemi arasinda öteleme bulunmadigindan (0.0) orjin kabul edilebilecek baslangiç noktasi X0 ve Yo noktasinda çakisiktir. Uç dönme saat akrebinin aksi yönünü takip eder ve birbirini takip eden koordinat eksen tepe noktalarindan koordinat baslangicina bakilir.

Y- Ekseni etrafinda xyz sisteminin döndürülmesi fi; X- Ekseni etrafinda xyz sisteminin döndürülmesi omega; 2- Ekseni etrafinda xyz sisteminin döndürülmesi kappa; Dönme açilarini ifade eder.

X Ekseni etrafinda xyz sisteminin birincil dönmesi; 0 cos W -sin W X W Y Ekseni etrafinda xyz sisteminin ikincil dönmesi; -sin (D 0 cos (D z Z Ekseni etrafinda xyz sisteminin üçüncül dönmesi; cos K -sin K 0 XK 0 0 1 zK X, Y ve Z ekseni etrafinda xyz sisteminin uzaysal dönme matrisi için; Eksen dönüklüklerini ifade eden fi, omega ve kappa açi degerleri her trace (yansima izi) için Dijital Jiroskop (3) tarafindan üretilmekte ve JJVT (5) veri tabani yardimi ile entegre edilmektedir. Eksenler arasinda öteleme bulunmadigindan dolayi orjin olan X0 ve Yo noktasinda birbirine çakisik fakat uzaysal olarak dönüktür. Dolayisiyla uzaysal üç eksenli dönme matrisi için dX ve dY degerleri “0” ve gömülü obje (6) ile GPS (2) anteni arasindaki mesafe ((12) = (Anten Yüksekligi + GPR radargramondan ölçülen obje derinligi) olacak sekilde RdJWK uzaysal dönme matrisinin X matrisi ile çarpimi, özel bir hal alarak DIKAYAK, DIKBOY ve GERÇEK DERINLIK degerleri Esitlik 4, Esitlik 5 ve Esitlik 6 elde cos (D.cos K+sin d).sin w.sin K -cos cos w.sin K cos w.cos K -sin w X dy: 0 -sin (D.c0s K+c0s w.sin w.sin K sin d>.sin K+c0s w.sin w.cos K cos w.cos (I) (cos (I).cos K+sin .sin w.sin K)x0 + (-cos (D.sin K+sin (lisin w.cos K)x0 + (sin (D.cos w)de = Y _› DIKAYAK Esitlik 4 (cos` w.sin K)x0 + (cos w.cos K)x0 + -(sin w)xdz = X _› DIKBOY Esitlik 5 (-siii dlcos K+cos (Ilsin w.sin K)x0+(sin (I).sin K+co_s (D.sin w.cos K)x0 + (cos w.cos (1))de =Z »GERÇEK DERINLIK Esitlik 6 Sekil 9 da profili dogrultusundaki arazi egimi ((1)) olan GPR ölçümü için GPS (2)”in anten inerkezi koordinatlari ile gömülü obje (6) koordinatlari arasindaki öteleme miktari “Dikayak Degeri (7)” ve egim dolayisiyla düsey pozisyonda olmayan “Olçülen Derinlik” - “Gerçek Derinlik” farkliliklari gösterilmektedir.

Not: Sekil 9; Omega(w) ve Kappa(K) dönüklüklerinin “0” oldugu varsayilarak betimlenmistir.

Gömülü Objenin X ekseni üzerindeki ötelemesi - “DIMYAK” hesabi; EXCEL FORMULU: Alan_ Z= -SIN(K2)*COS(L2)*(-N2-J2) ACCESS (SQL) KODU: DIKAYAK: -Sin([jir0skop].[FI])*C0s([jir0skop].[OMEGA])*(- Sekil 10 de egimli arazide profil dogrultusuna göre omega dönüklügü (w) bulunan GPR profili için GPS (2)”in anten merkezi koordinatlari ile gömülü obje (6) koordinatlari arasindaki öteleme miktari “Dikboy degeri (8)” gösterilmektedir.

Not: (Sekil 10; Fi((I)) ve Kappa(K) dönüklüklerinin “0” oldugu varsayilarak betimlenmistir) Gömülü Objenin Y ekseni üzerindeki ötelemesi - “DIKBOY” hesabi için; EXCEL FORMULU: Alan_AA = -SIN(L2)*(-N2-J 2) ACCESS (SQL) KODU: DIKBOY: -Sin([jiroskop].[OMEGA])*(-[secilenpics].[derinlik]- Esitlikleri ile hesaplanir.

Yataya indirgenmis ve dönüklügü giderilmis DIKAYAK ve DIKBOY uzunluklarinin hipotenüsü gömülü objenin (6) UTM koordinatlarinin hesaplanmasinda kullanilacak olan bazdir. GPR ile gömülü obje (6) arasindaki yataya indirgenmis bu “L” mesafensi (Alan_AD) EXCEL FORMULU: Alan_AD= ((ZZ)^2+(AA2)^2)^ Radargram üzerinde isaretlenen detay noktasinin yeryüzeyinden gerçek derinlik degeri, veya Z ekseni üzerindeki ötelemesi için; EXCEL FORMULU: Alan_Al = COS(K2)*COS(L2)*( -N2) ACCESS (SQL) KODU: Gercek_Derinlik:Cos([jir0skop].[OMEGA])*Cos([jiroskop].[FI])*([seci1enpics].[derinlik])*- Not: Derinlik degeri GPR in konumlandigi yeryüzü pozisyonunun altinda oldugundan veya Z ekseninin negatif (-) isaretli bölgesine denk geldiginden derinlik degeri (N2) de (-) isaretli olarak formüle edilmistir.

GPR ölçümünün yapildigi nokta ile yatay mesafesi bilinen gömülü objenin (6) UTM koordinatlarini hesaplayabilmek; ancak profil dogrultusu (2. Semt Açisi) ile gömülü obje (6) arasindaki artik açinin hesaplanarak 3. semt açisinin, yani Trace no ile gömülü obje (6) arasindaki dogrultunun manyetik kuzeyle yaptigi açinin belirlenmesi ile mümkün olabilir. Bu amaçla Alan_DIKAYAK ve Alan_DIKBOY degerleri kullanilir ve artik açi su sekilde hesaplanir; EXCEL FORMULU: A1an_AB= ATAN(AA2/ZZ)* Bu açi degeri de semt açisinda oldugu gibi hesaplansa da; manyetik kuzeye göre degil profil hattina gore olan eksen sapmasini ifade eder. Çünkü “dy” ve “dx” degerlerinin yerine kullanilan Dikayak ve Dikboy degerleri (7, 8) baslangiç noktasindan itibaren olan yerdegistirmeyi degil gömülü objenin (6) radargramda tespit edilerek isaretlendigi trace (yansima izi) noktasi ile gömülü obje (6) yada katman arasindaki yatay ve düsey eksenli yerdegistirmeleri ifade eder.

Dikayak ve Dikboy degerlerinin (7, 8) hesaplandigi trace için bu sapma açisi Alan_Y°de hesaplanan 2. Semt açisi degeri ile toplanarak 3. Semt açisi hesaplanir. 3.Semt Açisi Hesabi 80+Y2 ACCESS (SQL) KODU: semt_acisi3: IIf(([DIKAYAK]>0 And [DIKBOY]<0); Gömülü Obje Için Xutm, Yutm, Z(elipsoidal) Koordinatlarinin Uretilmesi GPR ölçümü ile eszamanli yapilan GPS (2) ölçümleri ve yukarida açiklanan adimlar sonucunda GPR radargrami üzerinde tanimli olan yansima izlerinin (trace) tamamina ait Xgps, Ygps koordinatlari hesaplanmistir. Yükseklik degeri Z elipsoidal; GPS (2) ölçümlerinden alinan yükseklik bilgisi ile Alan_Al “da hesaplanan Z ekseni üzerindeki öteleme miktari kullanilarak belirlenmistir. GPR ölçümünün yapildigi nokta ile gömülü obje (6) arasindaki yatay mesafe (planimetrik koordinatlarla) hesaplanmis ve bu ölçüm bazinin manyetik kuzeyle yaptigi semt açisi 3. Semt Açisi hesabi ile bulunmustur. Bu asamada yukarida siralanan bilgiler isiginda “Gömülü Obje (6) ” için jiroskop degerleri ve uzaysal dönme matrisi kullanilarak Xutm, Yutm ve Z elipsoidal koordinat degerlerinin Esitlik 4,5 ve 6 ile hesaplanmasi mümkündür.

Seçilen detay noktasinin Xutm koordinatinin hesaplanmasi; EXCEL FORMULU: A1an_AG = U2+AD2*COS(AC2*PI()/ l 80) ACCESS (SQL) KODU: Xutm: [XGPS]+[L]*C0s([semt_acis13]*(4*Atn(1))/ 180) Seçilen detay noktasinin Yutm koordinatinin hesaplanmasi; EXCEL FORMULU: Alan_AE = T2+AD2*SIN(AC2*PI()/ 180) ACCESS (SQL) KODU: Yutrn: [YGPS]+[L]*Sin([semt_acisi3]*(4*Atn(1))/180) Seçilen detay noktasinin Z koordinatinin (Z-elipsoidal) hesaplanmasi; EXCEL FORMULU: Alan_AK = H2+(COS(K2)*COS(L2)*(N2+J 2)) ACCESS (SQL) KODU: Z_e1ipsoidal:[GPS (2)].[yüksek]ik]+([Gercek_Derin1ik] :Cos([jir0sk0p].[OMEGA])*Cos([jirosk0p].[FI])*([GPS (2)] . [anten]+[secilenpics] . [derinlik])*- 1) Bulusun sanayiye uygulanma biçimi Bulus “Jiroskopik Jeoradar”; Klasik Jeoradar yönteminin halihazirda kullanilmakta oldugu Zemin etüd çalismalari, Yol durum incelemesi, Boru ve kablo incelemesi, Tanksavar ve anti- personel silahlarin algilanmasi, Tünel Arastirmalari, Yapi Denetim sektörü, Hasarsiz Karot- NDT (Non Destructive Testing) Uygulamalari, Antik sehir, tapinak, mezar, duvar, temel, dehliz ve benzeri tarihi kalintilarin bulunmasi gibi arkeojeofizik arastirmalari, Cezaevi firar tünellerinin tespiti, ceset ve toplu mezarlar yerlerinin bulunmasina dair adli ve adli tip arastirmalari gibi sanayinin pek çok sektörü için üretilebilir ve kullanilabilir nitelikte olup sanayiye uygulanabilir yapidadir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Bulus bir Jeoradar olup, özelligi; arazi egiminden kaynaklanan jiroskopik etkilerin düzeltilmesini saglayan Dijital Jiroskop (3), GNSS/GPS (2) parçalarina ve gömülü objenin (6) gerçek konumunu belirleyen Jiroskopik Jeoradar Veri Tabani (JJVT) (5) yöntemine sahip olmasidir. Istem 1'deki Jeoradar olup, özelligi; Ölçüm Tekerlegi ile profil mesafesi ölçümü yapabilen, GNSS/GPS (2) entegrasyon özelligi bulunan ve Elektromanyetik dalga frekansi 900 Mhz 'in üzerinde olan Jeoradar olmasidir. Istem 1'deki GNSS/GPS (2) olup, özelligi; Jeoradar ile entegre edilmis ve GNSS/GPS (2) anteninin Jeoradar üzerine dik sekilde konumlandirilmis olmasidir. Istem 1'deki Dijital Jiroskop (3) olup, özelligi; 3 eksenli uzaysal dönme açilarini algilama kabiliyetine sahip olmasi ve dijital veri aktarimina imkan tanimasidir. Bulus, Jiroskopik Jeoradar Veri Tabani (JJVT) (5) yöntemi olup, özelligi; -Jeoradar , GNSS/GPS (2) ve Dijital Jiroskop (3) verilerinin entegrasyonunun saglanmasi - Entegre edilen verilerin islenmesi, -Topografik düzeltmenin yapilmasi, -Jiroskopik Etkilerin Giderilmesi, -Gömülü obje (6) ya da katmanin yeryüzeyinden itibaren gerçek derinliginin belirlenmesi, -Gömülü obje (6) ya da katmanin UTM (Ülke Koordinat Sistemi) projeksiyonunda tanimli X, Y ve Z(elipsoidal) koordinatlarinin hesaplanmasi, Islem adimlarindan olusmasidir.