Hydrographic Surveying without a Tide Gauge

Depth in hydrographic surveys is measured from the water surface during the survey operation. However, the water surface of oceans, seas and lakes moves as a result of meteorological, oceanographic and tidal effects. Depth values measured at any time and water level should be reduced to a specific vertical datum in order to be used at a different time and different water level. To accomplish that, the changes in water level must be determined. Traditionally, many different types of tide gauges are used for this purpose. The aim of this study is to establish the connection of depth values to a vertical datum without using a tide gauge. For this purpose, an algorithm based on the GPS carrier phase measurement is introduced here. The result shows that, the height of each point at the sea bottom may be obtained without using a tide gauge via the proposed method. Furthermore, if th is method is performed, important error sources such as heave, surge, and tides, which affect the sounding, can be eliminated

ANALIZA PERFORMANSI STATIČKOGA I KINEMATIČKOGA PPP-AR SERVISA TEMELJENE NA INTERNETU PRI NAKNADNOJ OBRADI

The use of the Precise Point Positioning (PPP) technique has become very advantageous with the development of GNSS positioning technology. It is possible to get highly accurate position information without the need of any reference station data using the PPP technique. However, there are various factors that affect the accuracy of PPP solutions, including the initial phase ambiguity solution type, which can be fixed or float, atmospheric effects, observation length, used satellite systems, and used precise products. The Canadian Spatial Reference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) service, one of the online PPP services, was updated on October 20th, 2020, and upgraded to version 3, capable of the Ambiguity-Fixed (PPP-AR) solution. Prior to this date, the service had offered the Ambiguity-Float (PPP-Float) solution. In this study, it is aimed to investigate the effect of using different satellite systems (GPS, GPS&GLONASS), length of observation time, static/kinematic processing modes, and initial phase ambiguity solution types on PPP accuracy. The daily observation data of ANKR, ISTA, IZMI, MERS, and KRS1 IGS GNSS stations located within the borders of Türkiye, divided into different sub-sessions (1-hour, 2-hours, 4-hours, 8-hours, and 12-hours) were processed using CSRS-PPP web-based service as PPP-Float before the update and PPP-AR after the update. As a result of the comparison, the combined use of GPS & GLONASS satellite systems instead of using GPS satellites alone has increased horizontal and vertical accuracy in both static/kinematic PPP-Float and PPP-AR solutions. Considering the static solutions, horizontal and vertical position accuracies increase as the observation time increases in both ambiguity solution methods using different constellations. In the case of comparison of the ambiguity solution methods, it was found that the PPP-AR approach offered higher accuracy than the PPP-Float in all solution cases.Korištenje tehnike preciznoga pozicioniranja (PPP) postalo je vrlo povoljno s razvojem tehnologije GNSS pozicioniranja. Moguće je dobiti vrlo precizne informacije o položaju bez potrebe za podatcima referentne stanice korištenjem PPP tehnike. Međutim, postoje različiti čimbenici koji utječu na točnost rješenja PPP-a, uključujući vrstu rješenja dvosmislenosti početne faze koja može biti fiksna ili pomična, atmosferske učinke, duljinu promatranja, korištene satelitske sustave i korištene precizne proizvode. Usluga Canadian Spatial Reference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) jedna od internetskih PPP usluga, ažurirana je 20. listopada 2020. i nadograđena na verziju 3, koja podržava rješenje s fiksnom dvosmislenošću (PPP-AR). Do sada je usluga nudila rješenje Ambiguity-Float (PPP-Float). U ovoj studiji cilj je istražiti učinak korištenja različitih satelitskih sustava (GPS, GPS&GLONASS), duljine vremena promatranja, statičkih/kinematičkih načina obrade i tipova rješenja dvosmislenosti početne faze na točnost PPP-a. Dnevni podatci motrenja ANKR, ISTA, IZMI, MERS i KRS1 IGS GNSS postaja koje se nalaze unutar granica Turske podijeljeni u različite podsesije (1-satni, 2-satni, 4-satni, 8-satni i 12-satni) obrađeni su korištenjem CSRS-PPP internetske usluge kao PPP-Float prije ažuriranja i PPP-AR nakon ažuriranja. Kao rezultat usporedbe, kombinirana upotreba GPS i GLONASS satelitskih sustava umjesto korištenja samih GPS satelita povećala je horizontalnu i vertikalnu točnost u statičkim/kinematičkim PPP-Float i PPPAR rješenjima. Uzimajući u obzir statička rješenja, horizontalna i vertikalna točnost položaja povećavaju se kako se povećava vrijeme promatranja u objema metodama rješenja višeznačnosti koristeći se različitim konstelacijama. U slučaju usporedbe metoda rješavanja višeznačnosti utvrđeno je da PPP-AR pristup nudi veću točnost od PPP-Float u svim slučajevima rješenja

Investigation on the Accuracy of Existing Qibla Directions of the Mosques from Different Periods: A Case Study in Çorum City, Turkey

The main goal of this study is to introduce two different approaches (i.e. based on spherical trigonometric formula and using sun qibla time) that can be used to determine the qibla directions of the existing mosques were oriented with sufficient accuracy according to Islamic criteria. In order to do this, eight mosques which were constructed in different periods, 14th, 16th, 17th and 21st centuries in Çorum City, Turkey, were handled. The existing qibla directions of each mosque were calculated with spherical trigonometric formula and compared with the precisely calculated real qibla directions. The existing qibla directions of the same mosques were once more compared with the real qibla directions which were determined by using the qibla time calculated based on the location and the time of the measurement. The results show that the qibla directions of the recently built mosques were oriented to Kâ’ba with higher accuracy while the earlier with more deviations. However, the results show that all the deviations were at acceptable levels in terms of Islamic criteria

Performance analysis of precise point positioning (ppp) technique in antarctica continent

Küresel ısınmanın etkisi ile kutup bölgelerinde meydana gelen iklim değişikliklerinin takibi, atmosfer fiziğinin daha iyi ortaya konulabilmesi, buzullardaki deformasyonların ve tektonik hareketlerin sürekli olarak izlenmesi büyük bir öneme sahiptir. Bu kapsamda GNSS (Global Navigation Satellite SystemKüresel Navigasyon Uydu Sistemi) ve uzaktan algılama uyduları küresel çaptaki afetlerin izlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. GNSS’i oluşturan uydu sistemlerinin en temel parçası olan GPS uydularının yörüngelerinin ekvatora göre 55 eğime sahip olmasından dolayı kutup bölgelerinde başucu doğrultusu çevresinde uydu gözlemleri kısıtlı olmaktadır. Ayrıca, kutup bölgelerinde yaz ve kış aylarında gün ışığı süresi ve hava koşulları büyük farklılıklar göstermektedir. Bu nedenlerden dolayı kutup bölgelerinde yapılacak GPS ölçmelerine etki eden atmosfer kaynaklı hataların giderilmesi daha fazla önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında PPP tekniğinin Antarktika Kıtasındaki performansı araştırılmıştır. Bu amaçla, Antarktika Kıtasında UNAVCO’ya ait sürekli gözlem yapan HUGO ve HOWE sabit GPS istasyonlarına ait farklı mevsimlerdeki 30 saniye aralıklı günlük gözlem verileri statik ve kinematik PPP yöntemiyle değerlendirilmiştir. Çalışmada, günümüzün en yaygın kullanılan online GNSS değerlendirme servislerinden birisi olan Canadian Spatial Reference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) servisi ve açık kaynak kodlu akademik bir yazılım olan RTKLIB kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonuçlarına göre PPP tekniği ile elde edilen koordinatların, AUSPOS online rölatif konumlandırma servisi ile elde edilen ve bilinen olarak kabul edilen koordinatlarla statik çözümlerde milimetre, kinematik çözümlerde ise santimetre mertebesinde farklara sahip olduğu görülmüştür.It is of great importance to observe the climate changes that occur in the polar regions with the effect of global warming, to better reveal the atmospheric physics, and to continuously monitor the deformations and tectonic movements in the glaciers. In this context, GNSS (Global Navigation Satellite System) and remote sensing satellites are widely used in the monitoring of global disasters. As one of the most fundamental components of GNSS, GPS satellites have inclined orbits 55 with respect to the equator, therefore around the zenith direction the satellite observations are limited in the polar regions. Also, the daylight duration and weather conditions vary greatly in the polar regions in summer and winter times. For these reasons, eliminating the effects of atmospheric errors on GPS measurements in polar regions is much more crucial. In this study, the performance of PPP technique in Antarctica Continent was investigated. For this purpose, the daily observations with 30-second sampling rates from different seasons belong to HUGO and HOWE continuous GPS stations of UNAVCO in the Continent, were processed with static and kinematic PPP methods. In the study, Canadian Spatial Reference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) online service, and RTKLIB, an open source academic software, were used. In results of the study, it is seen that the coordinates obtained with PPP technique have differences with the known coordinates of the points obtained from the AUSPOS online relative positioning service are in millimeter for static solutions and in centimeter for kinematic solutions, respectively

Türkiye’ de mühendislik eğitim-öğretiminin niteliğinin geliştirilmesine yönelik öneriler

Bu rapor Üniversitelerarası Kurul Başkanlığı tarafından seçilen bir komisyon tarafından hazırlanmıştır.Tüm dünyada yükseköğretim alanında çok hızlı değişim ve dönüşümler yaşanmaktadır. Yükseköğretim sistemleri ve yüksek öğretimin tüm alanlarıyla ilgili çok sıcak tartışmalar devam etmektedir. Her geçen gün yükseköğretimle ilişkili yeni projeler hayata geçirilmekte, yeni raporlar kamuoyuna sunulmakta, çok sayıda bilimsel makale yayınlanmaktadır. Ülkeler kendi yükseköğretim sistemlerinin iyileştirilmesinde bu alanda üretilen bilgilerden aktif olarak yararlanmaktadır. Bizler de ülke olarak yükseköğretimi ilgilendiren tüm alanlarda dünyadaki gelişmeleri yakından takip etmek ve yeterli bilgi üretmek, hem sorunların çözümlerinde hem de yükseköğretim politikalarının üretilmesinde bu bilgiden yararlanmak zorundayız. Ülkemiz yükseköğretim tarihine bakıldığında, yüksek öğretim üzerinde değişiklik veya önemli düzenlemelerin, akademik camianın sorunların çözümüne yönelik ürettikleri projelere dayalı olmaktan ziyade akademianın dışından kaynaklandığı; yükseköğretim sistemimizdeki çok önemli kırılma noktalarının ve düzenlemelerin en önemli karakteristiklerinden birisinin bu olduğu kolayca görülecektir. Bu durumun getirdiği en büyük handikaplardan birisi, yükseköğretim kurumlarının ve dolayısıyla akademisyenlerin kendi sorunlarıyla ilgili çözüm üretebilme becerilerine ve deneyimlerine sahip olamama veya bu alanda yeterli refleksin ya da dinamik bir yapının oluşamaması ve bilginin de üretilememesidir. Dolayısıyla, akademiada kendi sorunları üzerine düşünme, kafa yorma ve çözüm üretme alışkanlığı yaygınlaşamamıştır. Sorunlarla ilgili kendisinden çözüm veya öneriler beklendiğinde de bu nedenle hazırlıksız yakalanmakta ve yeterli katkıyı sunamamak da veya inisiyatif alamamaktadır. Bu durum ülkemizde maalesef akademik kültürün yeterince gelişememesine de yol açmaktadır. Bu nedenle yükseköğretimle ilgili bilgi üretimini teşvik eden yeni mekanizmaları sistemle tam olarak bütünleştirmek ve sürdürülebilirliğini sağlamak zorundayız. Bu alanda son zamanlarda atılan en önemli adımlardan birisi, uzun yıllar süren uğraşlardan sonra “yükseköğretim çalışmaları”nın artık doçentlik başvurularında (Ekim 2015 itibariyle) bir bilim alanı olarak yer almasıdır. Bu, yükseköğretim çalışmalarına yükseköğretim kurumlarının, Üniversitelerarası Kurul (ÜAK) ve Yükseköğretim Kurulu (YÖK)’nun sahip çıktığının ve değer verdiğinin bir göstergesidir. Artık bilim insanlarımızın yükseköğretim çalışmalarının zamanla artacağını, yükseköğretimle ilgili çalıştay, konferans ve kongrelerin yaygınlaşacağını, çalışmaların yayınlanabileceği yeni bilimsel dergilerin yayın hayatına gireceğini ve yükseköğretim üzerine yazılacak kitapların sayılarının ve türlerinin de artacağını bekleyebiliriz. ÜAK olarak bu bağlamda bir adım daha atmaya ve yükseköğretimle ilgili belirlediğimiz öncelikli alanların her biri için bir rapor hazırlayarak bunu ilgililerle paylaşmaya karar verdik. İlk olarak Türkiye’de mühendislik eğitiminin mevcut durumu, sorunları ve olası çözüm önerilerini incelemek istedik ve bu amaçla ÜAK’da geçici bir komisyon oluşturduk. Komisyonda İstanbul Teknik Üniversitesi Rektörü Prof.Dr. Mehmet Karaca (Komisyon Başkanı), Gebze Teknik Üniversitesi Rektörü Prof.Dr. Haluk Görgün, Sakarya Üniversitesi Rektörü Prof.Dr. Muzaffer Elmas, Hitit Üniversitesi Rektörü Prof.Dr. Reha Metin Alkan, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Rektörü Prof.Dr. Mustafa Güden, ve Yükseköğretim Kalite Kurulu Üyeleri Prof.Dr. Tuncay Döğeroğlu (Anadolu Üniversitesi) ve Prof.Dr. Arif Bülent Özgüler (İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi) yer aldılar. Komisyon, raporunu tamamlayarak ÜAK’ın Şubat 2016’daki 232. Toplantısında sundu. Böylece, rapor tartışmaya açıldı ve son şekli verildi. “Türkiye’de Mühendislik Eğitim-Öğretiminin Niteliğinin Geliştirilmesine Yönelik Öneriler” başlıklı elinizdeki bu rapor, söz konusu çalışmaların bir sonucudur. Komisyon üyelerimizin her birine özverili çalışmaları ve yapmış oldukları katkı için şükranlarımı sunuyorum. Raporun ülkemizde mühendislik eğitiminin kalitesinin artırılmasında katkı yapmasını temenni ediyorum. Yükseköğretimin diğer alanlarında yapılacak benzer çalışmalara da bir örnek olmasını temenni ediyorum

Assessment of Multi-GNSS RT-PPP Services for the Antarctic Region

The international service that ensures access to data and products of global navigation satellite systems (GNSSs), known as the IGS, runs a real-time service (RTS) project to support users who need real-time access to precise products. Thanks to the RTS project, it is now possible to obtain real-time precise point positioning (RT-PPP) solutions. RT-PPP can be used in many real-time positioning applications that require a high level of accuracy, efficiency, and flexibility, including earth sciences, atmosphere sciences, marine sciences, natural hazards, and many more. In this study, we tested the impact of different worldwide RTS products and satellite configurations on the performance of RT-PPP accuracy, as well as convergence time, in the Antarctic’s challenging environment and extreme atmospheric conditions. We applied RT-PPP solutions using real-time precise products (satellite orbit/clock corrections, and biases to conduct the real-time PPP) provided by the IGS and NAVCAST (a real-time PPP positioning service) based on different GNSS constellations: GPS-only, Galileo-only, and a combination of GPS and Galileo. In this way, the performance of two different real-time (RT) services was compared with each other. At the same time, the effectiveness of the Galileo global navigation satellite system for RT-PPP was also tested, and the Galileo system’s contribution to the GPS-only RT-PPP solution was investigated. The PPP-WIZARD software was used to process the corrections and GNSS data from a reference station in the Antarctic region. Although GPS-only, Galileo-only, and multi-GNSS solutions obtained from both RT services were found to have very close accuracy to each other, the combination of the GPS and Galileo systems produced better accuracy than when using the GPS system alone. According to the numerical results of this study, it was concluded that the real-time PPP technique gave promising results in such a challenging environment of the Antarctic region. However, we also observe that the RT-PPP technique requires a stable and robust internet connection, which might limit its usefulness in remote regions. Overall, we found the RT-PPP technique to be a viable alternative to conventional relative GNSS positioning techniques, especially in areas where continuously operating reference networks or similar networks are lacking.      Le service international qui assure l’accès aux données et aux produits de systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS), connus sous le nom d’IGS, gère un projet de service en temps réel (RTS) pour venir en aide aux utilisateurs nécessitant un accès en temps réel à des produits de précision. Grâce au projet de RTS, il est désormais possible d’obtenir des solutions de positionnement de précision en temps réel (RT-PPP). Les techniques de RT-PPP peuvent être employées dans de nombreuses applications en temps réel nécessitant un grand degré d’exactitude, d’efficacité et de flexibilité, notamment pour les sciences de la terre, les sciences de l’atmosphère, les sciences de la mer, les risques naturels et bien d’autres. Dans le cadre de cette étude, nous avons testé les effets de différents produits de RTS et de configurations satellitaires d’envergure mondiale sur le plan de l’exactitude des RT-PPP, ainsi que le temps de convergence, dans l’environnement rigoureux et les conditions atmosphériques extrêmes de l’Antarctique. Nous avons appliqué des solutions de RT-PPP au moyen de produits de précision en temps réel (corrections d’orbites et d’horloges de satellites, et biais pour réaliser des PPP en temps réel) fournies par l’IGS et NAVCAST (un service de PPP en temps réel) en fonction de différentes constellations de GNSS : GPS seulement, Galileo seulement et une combinaison de GPS et Galileo. Cela a permis de comparer le rendement de deux services différents en temps réel (RT). Par la même occasion, l’efficacité du système mondial de navigation par satellite Galileo a été mise à l’épreuve en matière de RT-PPP, et l’apport du système Galileo à la solution de RT-PPP pour GPS seulement a été examiné. Le logiciel PPP-WIZARD a servi à traiter les corrections et les données de systèmes mondiaux de navigation par satellite d’une station de référence de la région de l’Antarctique. Même si les solutions GPS seulement, Galileo seulement et multi-GNSS des deux services de RT ont donné des résultats d’une exactitude très semblable, la combinaison des systèmes GPS et Galileo a donné une meilleure exactitude que le système GPS employé seul. Les résultats numériques de cette étude ont permis de conclure que la technique de PPP en temps réel a donné des résultats prometteurs dans l’environnement rigoureux de la région de l’Antarctique. Cependant, nous avons également observé que la technique de RT-PPP nécessite une connexion Internet stable et robuste, ce qui risque de restreindre son utilité dans les régions éloignées. Dans l’ensemble, nous avons constaté que la technique de RT-PPP constitue une option viable par rapport aux techniques de positionnement GNSS relatives conventionnelles, surtout dans les régions où il manque des réseaux de référence ou des réseaux similaires en continu

Web-based Online Data Processing Services as an Alternative to Conventional GNSS Processing Software

Bu çalışmada web-tabanlı online değerlendirme servislerinin ölçme uygulamalarında kullanılabilirlikleri ve doğruluk performansları analiz edilmiştir. Çalışmada 2 farklı yaklaşımla değerlendirme yapan servislerele alınmıştır. Bunlardan birinci gruptakiler, CSRS-PPP, APPS, GAPS ve magicGNSS, PPP tekniği ile noktaların mutlak anlamda konumlarını belirlemekte iken; ikinci gruptakiler, OPUS ve AUSPOS, ölçme yapılan noktanın etrafındaki International GNSS Service (IGS), CORS (Continuously Operating Reference Station) vb. ağlara ait noktaları sabit (referans) istasyon olarak alıp, rölatif yöntemle konum belirlemektedir. Bu amaçla TUSAGA-Aktif ağına ait 146 noktadan biri olan CORU noktasında statik olarak toplanan 24 saatlik veri seti, bu web-tabanlı online GNSS veri değerlendirme servislerine gönderilmiş ve değerlendirilmiştir. Ek olarak doğruluğun ölçme süresi ile ilişkisini de belirlemek için, 24 saatlik veri seti, 1, 2, 4, 6 ve 12’şer saatlik alt gruplara ayrılmış ve bunların her biri anılan bu servislerle değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar PPP tekniği ile özellikle uzun ölçme sürelerine sahip veri setleri (2 saat ve daha fazla) kullanılarak cm-dm mertebesindeki doğruluklarla konum belirlenebileceğini göstermiştir. Rölatif yöntem kullanarak çözüm yapan web-tabanlı online servislerle ise klasik jeodezik yaklaşımlarla, daha güvenilir ve yüksek doğruluklarla nokta konumları belirlenmiştir. Sonuçlar, cm’ler mertebesinde yatay konum, dm ve altı mertebesinde yükseklik doğruluğuna 2 saatlik ölçme süresinin yeterli olduğunu göstermiştir. Genel olarak söylenecek olursa, çalışmadan elde edilen sonuçlar onlineGNSS değerlendirme servisleri ile ekonomik ve kolay bir şekilde, pek çok ölçme uygulamasına yeterli olacak doğruluklarla konum belirlemenin mümkün olduğunu göstermiştir.In this study, the usability and accuracy assessment of web-based online processing services on the surveying applications were analyzed. Services processing with two different approaches were handled for the study. While the first group these, i.e. CSRS-PPP, APPS, GAPS and magicGNSS, are able to determine the coordinates of the points by using PPP technique, the second group, i.e. OPUS and AUSPOS, determines the coordinates with a relative method by using nearby International GNSS Service (IGS) and Local Continuously Operating Reference Station (CORS) network points as reference stations. For this purpose, data set of 24h which was statically collected from CORU point as one of the 146 points of TUSAGA-Aktif network was sent to this web-based online GNSS Data Processing Services. Additionally, in order to assess the attainable accuracy obtained from the handled online service as a function of occupation time, data set of 24-hour-data file was divided into several shorter sessions as; 1, 2, 4, 6 and 12 hour sub-sessions. All these observation files were processed with this web-based online services. The obtained results indicated that it is possible to determine the positions with cm to dm level accuracy by using PPP technique especially when using the data set having longer occupation time (2h or more). Web-based online services that utilize differential technique provide more reliable and accurate results by using conventional geodetic approaches. The results showed that 2h occupation time is sufficient for cm level accuracy for horizontal component and dm (or less) level accuracy for height component. In general, the results obtained from this study reveal that the Web-based Online GNSS Processing Services can be used in many surveying applications cost-effectively and easily