Geri Dön

Elektronik harp sistemi ile konum belirleme: Deniz gözetleme istasyonları için stratejik yerleşim planları

Position determination with electronic warfare system: Strategic location plans for maritime surveillance stations

PDF İndir

  1. Tez No: 886100
  2. Yazar: CANBERK BERBER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR KABAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Günümüzde, teknolojinin getirdiği yenilikler sayesinde hassas olarak elde edilen konum bilgisi hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. Konum bilgisi elde etmenini birçok alternatif metodu bulunsa da en yaygın olarak kullanılan Küresel Uydu Navigasyon Sistemleri'nden (GNSS) Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS)'dir. Bu sistemleri günlük yaşantımızın birçok noktasında yoğun olarak kullanmaktadır. Denizcilik faaliyetlerinde de yüksek doğruluklu konum bilgisine sahip olmak büyük önem taşımaktadır. Son derece hassas konum bilgisi sağlayabilme kapasitesinden dolayı GPS, askeri ve sivil deniz araçlarında yaygın olarak kullanılmakta ve birçok sisteme veri sağlamaktadır. GPS, birçok avantaja sahip olmasının yanında bazı dezavantajları da mevcuttur. Belirli durum ve koşullarda, GPS tarafından sağlanan bilgiler manipüle edilebilir, çevresel faktörlerden olumsuz etkilenebilir ya da sistem tamamen hizmet dışı kalabilir. Bu çalışma, GPS veya herhangi bir GNSS sisteminin çalışmadığı durumlarda konum tespiti için alternatif bir yerel konumlandırma sistemi (LPS) önermektedir. Kıyı, açık deniz ve okyanus gibi alanların gözetimi için kullanılan deniz gözetleme istasyonlarının aktif radar emisyonlarından yararlanılarak, askeri gemilerde yaygın olarak kullanılan elektronik harp (EH) sistemleri aracılığıyla bir geminin konumunu belirleyebilmek üzerine bir yaklaşım sunulmaktadır. Elektromanyetik yayınları tespit edebilme yeteneğine sahip olan EH sistemleri, eş zamanlı olarak tespit edebileceği birden fazla sinyal bilgisiyle konum bilgisi sağlayabilmektedir. EH sistemi tarafından sağlanan konum bilgisinin doğruluğu, çeşitli değişkenlere bağlı olarak değişmektedir. Bu yeteneğin maksimum fayda ile kullanılabilmesi için çalışma, deniz gözetleme istasyonlarının yerleşimi üzerine bir model önerilmektedir. Bir tesis yerleşim problemi olarak ele alınan bu model, geleneksel kapsama maksimizasyonu ve maliyet minimizasyonu gibi amaç fonksiyonlarından farklı olarak, yapılan konum tahmininde hata minimizasyonuna odaklanmaktadır. Çalışmanın amacı, herhangi bir altyapı olmaksızın belirli bir bölgede minimum tahmin hatası sağlayacak şekilde tesis yerleşimini optimize etmektir. Bu amaçla bir tamsayılı programlama modeli önerilmektedir. Çalışma kapsamında öncelikle konum belirleme teknikleri ve sensörleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. GPS sisteminde konum hatası oluşturabilecek bazı olumsuz durumlar incelenmiştir. Ayrıca, tesis yerleşim problemleri konusunda kapsamlı bir literatür taraması yapılarak, oluşturulacak modelin altyapısı hakkında detaylı bir araştırma yapılmıştır. Çalışmanın ikinci, üçüncü ve dördüncü bölümlerinde bu araştırmadan elde edilen bilgiler sunulmuş ve modeli oluşturan sistemler hakkında detaylı bir bilgilendirme sunulmaktadır. Oluşturulan modelin etkinliğini ölçmek ve kapsamlı analizler yapmak için çeşitli programlar araclığıyla geniş bir analiz altyapısı oluşturulmuştur. Modelin etkinlik analizleri için hazırlanan veri setleri, dünyanın coğrafi şekli, yüzey özellikleri ve çeşitli coğrafi yapılar dikkate almaktadır. Bu sayede, olabildiğince gerçekçi bir model oluşturulması hedeflenmiştir. Bu coğrafi etkiler, kullanılan matematiksel formüller aracılığıyla modele entegre edilmiştir. Oluşturulan model, üç farklı vaka ve dört durum üzerinden detaylıca analiz edilmiş, ve elde edilen sonuçlar sunulan modelin etkili çözümler sunduğunu göstermiştir.

Özet (Çeviri)

In the contemporary digital era, precise location data has transcended convenience to become a cornerstone of functionality in various sectors. Among the plethora of methods available for obtaining geographical coordinates, Global Satellite Navigation Systems (GNSS), with the Global Positioning System (GPS) at the forefront, are the most prevalently utilized. These systems are ingrained in countless facets of our day-to-day activities, ranging from navigation and logistics to complex scientific research. The indispensability of accurate location data is particularly pronounced in maritime operations. Here, GPS not only supports basic navigation but also enhances the operational capabilities of both military and civilian vessels. It interfaces seamlessly with numerous maritime systems, facilitating a broad spectrum of activities that depend on precise positioning information. However, the reliance on GPS carries inherent risks. The system's susceptibility to manipulation by adversarial actions, disruption by environmental conditions, or complete outage scenarios poses significant challenges. This paper introduces an innovative alternative: a Local Positioning System (LPS) designed to function effectively when GNSS technologies, including GPS, are compromised or unavailable. The proposed system leverages the active radar emissions from maritime surveillance stations, which monitor coastal, offshore, and oceanic zones. By integrating these signals with electronic warfare (EW) systems, which are standard on modern naval ships and capable of detecting electromagnetic emissions, our approach can triangulate a vessel's position with considerable accuracy. The reliability of this positioning, however, hinges on a multitude of factors including the number, placement, and capabilities of the participating surveillance stations. To optimize the deployment of these stations, the paper proposes a model framed as a facility location problem. Unlike conventional models that prioritize coverage maximization or cost efficiency, this model focuses on minimizing locational prediction errors. This shift in objective underscores the critical need for precision in adverse conditions where traditional systems fail. The proposed integer programming model seeks to determine the most strategic placement of surveillance facilities across a designated maritime area, ensuring optimal functionality without relying on pre-existing infrastructure. The paper begins by dissecting current position determination techniques, with a particular focus on radar and EW systems. It thoroughly examines the potential failings of GPS, including common errors and vulnerability scenarios. A substantial literature review supports this analysis, providing a robust theoretical foundation for the proposed model. Early sections detail these findings, setting the stage for a comprehensive understanding of the involved technologies. To assess the effectiveness of the proposed model, the study establishes a rigorous analytical framework employing various software tools. Data sets crafted for these analyses take into consideration the Earth's curvature, surface features, and diverse geographical elements, aiming to mirror real-world conditions as closely as possible. These geographical nuances are incorporated into the model via specific mathematical formulations. The model's robustness is evaluated through extensive simulations covering three distinct cases and four operational scenarios. Each scenario is meticulously analyzed, with results indicating that the proposed model not only compensates for the limitations of GPS but also offers a resilient alternative capable of ensuring reliable maritime navigation and operations in GNSS-denied environments. The conclusions drawn from these analyses not only demonstrate the model's viability but also suggest avenues for future enhancements and applications in similar fields where precise location data is paramount. This comprehensive review and development of the Local Positioning System reflects a proactive approach to overcoming the challenges of reliance on GPS and provides a strategic advantage in maritime operations and potentially other areas where accurate location data is crucial. The model has been analysed in detail and shown to provide a highly effective alternative in this regard. Even though the military elements in particular will be able to make effective use of the infrastructure created by this system, it offers an alternative methodology for civilian elements in the future. The study is designed as follows: maritime position finding methods, basic concepts of the system and an overview of the structures. The literature on facility location problems is presented and the model and analysis framework is described. The study is designed as follows: Initially, the historical evolution, methodologies, and sensors integral to position determination are thoroughly examined, constituting the foundational chapters of the thesis. Following this, the study delves into the core systems and techniques employed, alongside an analysis of adverse conditions that may induce positional errors in GPS systems. An extensive literature review is conducted within the scope of facility siting problems, encompassing a broad spectrum of previous research. This review serves as the groundwork for an in-depth exploration of the infrastructure underlying the proposed model, alongside the mathematical models employed. Chapters two, three, and four present the synthesized information from the literature review, offering detailed insights into the systems that form the backbone of the proposed model. These chapters meticulously outline the technical and theoretical underpinnings, providing a comprehensive understanding of the subject matter. The fifth chapter introduces the solution methodology devised to address the problem at hand. This section elucidates the proposed mathematical model in detail, explicating its components and operational framework. In the sixth chapter, the infrastructure for model efficiency analysis is presented comprehensively. This section details the analytical techniques and tools employed to evaluate the model's performance, ensuring a rigorous assessment of its efficacy. The seventh chapter is dedicated to the evaluation of the analysis results. This section interprets the obtained results and provides commentary on their implications. Additionally, it includes recommendations for future research aimed at further detailing and improving the study. By systematically addressing the topic, this thesis aims to make significant contributions to the field of position determination and facility siting problems, offering both theoretical advancements and practical applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    694509

    Gemi enerji sisteminin analizi ve modellenmesi

    Analysis and modeling of ship energy system

    GÖKHAN UYANIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gemi MühendisliğiMilli Savunma Üniversitesi

    Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EGEMEN SULUKAN

  2. Tez No

    166547

    Harp gemisi elektrik dağıtım sisteminde arıza yerinin belirlenmesinde bulanık karar verme yönteminin uygulanması

    Fault location in shipboard power distribution system using fuzzy decision making method

    İZZET EMRE AFACAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK

  3. Tez No

    682786

    Milimetrik radar ile hareketli hedef teşhis ve takip algoritmalarının geliştirilmesi

    Development of moving target identification and tracking algorithms with millimetric radar

    YUNUS EMRE CAN YEŞİLÇİMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMilli Savunma Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET SERDAR TÜRK

  4. Tez No

    866521

    Hava platformundan RF kaynak konumlandırma

    Airborne RF emitter geolocalization

    AHMET AK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP SABRİ ÖZKAZANÇ

  5. Tez No

    779468

    Drone wars 3D: An interactive simulator for drone swarms

    Drone savaşları 3D: İnteraktif drone sürüsü simülatörü

    GÖKHAN KARADENİZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Oyun ve Etkileşim Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE

Geri Dön