Feasibility of drone-based ground penetrating radar for subterranean foreign object detection/mapping
Yeraltı yabancı cisimlerin tespiti ve haritalanması için drone tabanlı yer radarı (GPR) kullanımının fizibilitesi
- Tez No: 1001948
- Danışmanlar: PROF. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, insansız hava aracı (İHA) tabanlı yer altı radarı (GPR) sistemleri için senaryo tabanlı bir fizibilite analiz çerçevesi sunulmaktadır. Çalışmanın temel amacı, yer altı elektromanyetik yayılımının ayrıntılı fiziksel doğrulamasından ziyade, radar dalga biçimi seçimi, İHA platform özellikleri ve operasyonel kısıtların birlikte ele alındığı sistem seviyesi bir değerlendirme gerçekleştirmektir. Bu kapsamda, kontrollü parametre değişimi, otomatik senaryo üretimi ve tekrarlanabilir performans analizi sağlayan MATLAB–Simulink tabanlı bir simülasyon ortamı geliştirilmiştir. Darbe (pulse) ve frekans modülasyonlu sürekli dalga (FMCW) radar mimarileri, dalga biçimi seçiminin operasyonel sürdürülebilirlik üzerindeki etkisini izole etmek amacıyla aynı temel koşullar altında karşılaştırılmıştır. Ayrıca, farklı İHA platformları ortak bir radar konfigürasyonu kullanılarak değerlendirilmiş ve güç, taşıma kapasitesi ve görev süresi kısıtlarının fizibilite üzerindeki etkileri incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, FMCW radar mimarilerinin daha düşük güç gereksinimleri ve daha uzun görev süreleri sayesinde, temel varsayımlar altında benzer etkin sinyal-gürültü oranı (SNR) değerleri elde edilse dahi, İHA tabanlı uygulamalar için daha yüksek fizibilite sunduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, İHA platform seçiminin fizibiliteyi belirleyen temel etkenlerden biri olduğu; frekans ve irtifa değişimlerinin ise benimsenen temel modelleme kapsamında sınırlı etki gösterdiği ortaya konmuştur. Sonuç olarak, önerilen çerçeve İHA-GPR sistemlerinin erken tasarım aşamalarında kullanılabilecek, sistem seviyesi ve uygulama odaklı bir fizibilite değerlendirme yöntemi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a scenario-based feasibility analysis framework for unmanned aerial vehicle (UAV)–based ground-penetrating radar (GPR) systems, with a focus on system-level evaluation under platform constraints. Rather than aiming at detailed physical validation of subsurface electromagnetic propagation, the proposed approach prioritizes comparative feasibility assessment by jointly considering radar waveform selection, UAV platform characteristics, and operational requirements. A MATLAB–Simulink-based simulation environment is developed to enable controlled parameter variation, automated scenario generation, and repeatable performance evaluation. Pulse and frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar architectures are compared under identical baseline conditions to isolate the impact of waveform selection on operational sustainability. In addition, multiple UAV platforms are evaluated using a common radar configuration to assess feasibility margins imposed by power, payload, and endurance constraints. Simulation results indicate that FMCW radar architectures generally provide superior feasibility for UAV-based deployment due to their lower power requirements and improved mission sustainability, even when effective signal-to-noise ratio (SNR) levels are comparable under baseline assumptions. The analysis further demonstrates that UAV platform selection plays a critical role in determining feasible operating regimes, whereas frequency and altitude variations exhibit limited influence on selected performance metrics within the adopted baseline modeling scope. Overall, the proposed framework provides a structured and repeatable methodology for early-stage feasibility assessment of UAV-GPR systems and offers practical design insights for application-oriented system development.
Benzer Tezler
- Zemin şartlandırmanın EPB TBM performansına etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of soil conditioning on EPB TBM performance
EMRE AVUNDUK
Doktora
Türkçe
2018
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFİ ÇOPUR
- Geçirimsizlik perde ve şilteleri için kullanılan zeminlerin iyileştirilmesi
Improvement of soils used in walls, liners and covers for waste disposal
ŞULE KAHYA
- Metro sistemlerinin tasarımında yapım ve işletme maliyetlerinin optimizasyonu için bir yaklaşım
An approach for optimizing construction and operation costs of metro systems
MEHMET TARIK DÜNDAR
Doktora
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER
DOÇ. DR. MURAT ERGÜN
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Time difference of arrival based passive sensing and positioning system integrated into moving platforms
Geliş zamanı farkı yaklaşımlı hareketli platformlara entegre pasif yayın algılama ve konumlandırma sistemi
BURAK AHMET ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET NURİ AKINCI