Global and regional positioning satellite systems and a proposal for Turkey
Küresel ve bölgesel konumlama uydu sistemleri ve Türkiye için bir öneri
- Tez No: 541553
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Mühendislik Bilimleri, Astronomy and Space Sciences, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Şu anda dünya çapında tam kapasite ile çalışan ya da kurulum aşamasında olan 4 küresel (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou) ve 2 bölgesel (QZSS, NavIC/IRNSS) uydu tabanlı konumlama sistemi bulunmaktadır. Tüm bu sistemleri ifade etmek için GNSS (Global Navigation Satellite Systems) kısaltması kullanılmaktadır. GNSS; uzay segmenti, kontrol segmenti ve kullanıcı segmenti olarak adlandırılan üç bileşenden oluşur. GNSS'de alıcının pozisyonu, uydulardan iletilen konumlandırma sinyallerinin yayılma süresi ölçülerek hesaplanır. Alıcı, kendi 3 boyutlu konumunu doğru olarak hesaplayabilmesi için en az 4 uydunun konumlama sinyallerini yakalamalıdır. Küresel sistemlerde kullanılan yaygın yörünge türü MEO iken, bölgesel sistemlerde genellikle GEO ve IGSO tercih edilmektedir. Saatler ve radyo navigasyon yükleri, konumlandırma uydularının en kritik alt bileşenleridir. Navigasyon uydu sistemleri ağırlıklı olarak L-bant sinyallerine dayanır. Küresel olarak dağıtılan yer segmentine sahip GPS ve Galileo hariç, her bir sistemin yer istasyonları ait olduğu ülke topraklarında yer almaktadır. Uydu tabanlı konumlama sistemlerinin tamamı hem sivillere hem de askeri kullanıcılara hizmet sağlamaktadır. Türkiye'nin mevcut durumu, bir uydu konumlandırma sistemi kurabileceğini ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, mevcut sistemlerin fayda-maliyet analizi ve Türkiye'deki eğilim dikkate alınarak yeni bir konumlama uydu sistemi tasarımı önerilmiştir. Kurulum maliyetlerini azaltmak ve Türkiye'nin konumlama gereksinimlerini karşılamak için bölgesel bir uydu sisteminin daha uygun olduğuna karar verilmiştir. GEO için geliştirilen uydu yapılarının yanı sıra, önerilen sistemin konumlama uydularının yapımında CubeSat platformları da tercih edilebilir. TÜRKSAT iletişim uyduları konumlama uydu takımının bir parçası olmaya elverişlidir. QZSS, uydu takımı tasarımında örnek alınabilecek en uygun sistemdir. Bu etkenler gözetilerek, TÜRKSAT GEO uyduları ve 4 quasi-zenith IGSO uydudan oluşan bir uydu takımı tasarımı önerilmiştir. Sistemin verimliliği, İstanbul'daki bir hedef alıcı için Hassasiyet Kaybı (DOP) değerleri hesaplanarak değerlendirilmiştir. Başlangıçta tasarlanan sistemin DOP değerleri yüksek olduğundan yeterli doğruluk elde edilememiştir. Bu yüzden, IGSO uyduların yörünge eğikliği ve yörünge basıklıkları daha az DOP değeri elde etmek için değiştirilmiştir. Son uydu takımı tasarımında, DOP değerleri azaltılmış; konumlandırma doğruluğu performansı azaltılarak iyi kategoriye yükseltilmiştir.
Özet (Çeviri)
Currently, there are 4 global (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou) and 2 regional (QZSS, NavIC/IRNSS) positioning satellite systems around world operating with full capacity or in installation phase. The acronym used to phrase all of these systems is GNSS (Global Navigation Satellite Systems). GNSS consist of three elements called as space segment, control segment and user segment. In GNSS, the position of the receiver is calculated by measuring the propagation time of positioning signals transmitted from the satellites. The receiver must simultaneously capture the positioning signals of at least 4 satellites to be able to calculate its accurate position in 3D. The common orbit type used in global systems is MEO while GEO and IGSO are generally preferred in regional systems. The clocks and radio navigation payloads are the most critical subcomponents of positioning satellites. Navigation satellite systems predominantly rely on L-band signals. Except GPS and Galileo which have globally distributed ground segment, each system's ground stations are located in the territory of belonging country. All of the navigation satellite systems provide services for both civilians and military users. The current situation of Turkey reveals that it is capable of establishing a satellite positioning system. Within this study, a new positioning satellite system design has been proposed considering cost-benefit analysis of existing GNSS and tendency in Turkey. It has been decided that a regional positioning satellite system is more appropriate to reduce establishment costs and meet positioning requirements of Turkey. As well as the satellite buses being developed for GEO, CubeSat platforms can be also preferred to build positioning satellites of the proposed system. TURKSAT communication satellites are available to be part of the constellation. QZSS is the most suitable system to take as an example in constellation design. Regarding these factors, a constellation design consisting of TURKSAT GEO satellites and 4 quasi-zenith IGSO satellites has been proposed. The efficiency of the system has been evaluated by calculating Dilution of Precion (DOP) values for a target receiver in Istanbul. DOP values of the initial design were high and its precision level was not satisfactory. Thus, the eccentricity and inclination parameters of IGSO satellites has been changed to obtain less DOP values. In final constellation design, positioning accuracy performance increased to the good category by reducing the DOP values.
Benzer Tezler
- The design and use of continuous GNSS reference networks
Sürekli GNSS referans ağlarının tasarımı ve kullanımı
ÖZGÜR AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Jeodezi ve FotogrametriBoğaziçi ÜniversitesiJeodezi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK ÖZENER
- Lageos I ve lageos II için doğruluk analizi
Başlık çevirisi yok
GAYE KIZILSU
Doktora
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiÖlçme Tekniği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET ŞAHİN
- Feasibility analysis of regional timingand positioning system for Turkey
Başlık çevirisi yok
ASIM GÖKHAN ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Astronomi ve Uzay BilimleriThe Naval Postgraduate SchoolDR. STEPHEN H. TACKETT
DR. DANİEL W. BURSCH
- Ulusal güvenlik alanında uzay kuvvetleri (Rusya Fedarasyonu Uzay Kuvvetleri modeli)
Space forces in national security(model of the Russian Federation Space Forces)
ERSİN GÜRBÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Savunma ve Savunma TeknolojileriGaziantep ÜniversitesiGüvenlik Stratejileri ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUNUS EMRE TANSÜ
- Yeni nesil CNAV-2 seyrüsefer mesajının iyileştirilmesi ve modernizasyonu: CNAV-2M
Improvement and modernization of the next generation CNAV-2 navigation message: CNAV-2M
AHMET ESAT SÜZER
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiHavacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN OKTAL