Yüksek çözünürlüklü dünya gözlem uydu kameraları için eğim aynası yöntemi ile ileri hareket telafi yöntemi geliştirilmesi
Development of forward motion compensation method with tilt mirror for high resolution earth observation satellite cameras
- Tez No: 997761
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMED FATİH KILIÇASLAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR SELİMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Makine Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Defense and Defense Technologies, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrooptik aletler, Uzay çözünürlülüğü, Electo-optic devices, Spatial resolution
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek çözünürlüklü uydulardan kaliteli görüntü elde etmekte karşılaşılan zorluklardan en önemlisi, uydunun yörünge hareketine bağlı olarak optik sistem odak düzleminde meydana gelen görüntü hareketidir. Uyduların yörünge hareketi nedeniyle yüksek hızda hareket eden bir platform üzerinde optik sistemlerin görevlerini yerine getirmeleri gerekmektedir. Bunun sonucu olarak elde edilen yer görüntülerinde kaymalar oluşmakta, görüntü kaliteleri düşmekte ve pozlama süreleri sınırlanmaktadır. Bu sorun, odak düzlemindeki görüntü hareketini azaltan İleri Hareket Telafisi yöntemleri ile çözülebilmektedir ve yüksek kaliteli görüntülerin elde edilmesi mümkün olmaktadır. Literatürdeki mevcut yöntemlerden farklı olarak bu çalışmada opto-mekanik bir yöntem olarak eğimli ikincil ayna yönteminin kullanımı kapsamlı bir şekilde incelenmektedir. Uydu yörünge hareketinden kaynaklanan ileri yönlü hareket, Ritchey-Chretien (RC) Cassegrain teleskobunun ikincil aynasına kontrollü bir eğim hareketi uygulanarak kasıtlı biçimde hizasının bozulması ve bu sayede ters yönde bir görüntü hareketi oluşturulması prensibine dayanmaktadır. Bu yöntem ile odak düzleminde meydana gelen bağıl hareket ortadan kaldırılarak pozlama süresi içinde görüntü sabitliği sağlanmıştır. Yapılan teorik ve deneysel çalışmalar, ikincil aynaya uygulanan 0,020° gibi küçük bir eğim açısının görüntü keskinliği üzerinde ihmal edilebilir düzeyde bir etki yarattığını ortaya koymuştur. Önerilen yöntem ile TDI sensörlerine ihtiyaç duyulmaksızın pozlama süresinin 52 kat artırılabileceği ve yörünge hareketine bağlı odak düzlemi görüntü kaymalarının 0,62 piksel kalıntı hata ile telafi edilebildiği laboratuvar ortamında kurulan hareketli görüntü simülatörü ve geliştirilen kamera üzerindeki testlerle laboratuvar ortamında doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The most important difficulty encountered in obtaining high quality images from high-resolution satellite cameras is the image motion occurring in the optical system focal plane due to the orbital motion of the satellite. The orbital motion of the satellites requires the optical systems to perform their duties on a platform moving at high speeds. This results in shifts in the resulting ground images, degrading image quality and limiting exposure times. This problem can be solved by using Forward Motion Compensation methods that reduce image movement in the focal plane, enabling the acquisition of high-quality images. Unlike existing methods in the literature, this study comprehensively investigates the use of the tilted secondary mirror method as an opto-mechanical method. The forward motion resulting from satellite orbital motion is compensated based on the principle of deliberately misaligning the secondary mirror of a Ritchey-Chretien (RC) Cassegrain telescope by applying a controlled tilt motion, thereby creating a reverse image motion. This method eliminates the relative motion in the focal plane, thus achieving image stability throughout the exposure time. Theoretical and experimental studies have demonstrated that a tilt angle as small as 0.020° applied to the secondary mirror has a negligible effect on image sharpness. The proposed method can increase exposure time by a factor of 52 without the need for TDI sensors, and compensates for focal plane image shifts due to orbital motion with a residual error of 0.62 pixels. This has been verified in a laboratory environment by using a laboratory-installed motion simulator and the developed camera system.
Benzer Tezler
- Assessment of global gravity models in coastal zones: A case study using astrogeodetic vertical deflections in İstanbul
Global gravite modellerinin kıyı bölgelerinde değerlendirilmesi: İstanbul astrojeodezik çekül sapmaları örneği
MÜGE ALBAYRAK
Doktora
İngilizce
2020
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TEVFİK ÖZLÜDEMİR
- Dual camera system for medium resulation earth observation in cubesats
Küpsatlarda orta çözünürlüklü çift kameralı dünya gözlemi görüntüleyicisi tasarımı
ONUR ÖZTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Aiding agricultural practices with the exploration of earth observation data via machine learning
Yer gözlem uydu verilerinin tarımsal uygulamalara yardımcı olmak amacıya makine öğrenme algoritmaları ile incelenmesi
MEHMET FURKAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2023
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ERTEN
- Optik uydu görüntüleri yardımıyla heyelan alanlarında meydana gelen kütle hareketlerinin incelenmesi
Investigation of mass movements in landslide areas by means of optical satellite images
YASİN DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Jeodezi ve FotogrametriSivas Cumhuriyet ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TARIK TÜRK
- Optimized visual odometry and satellite image matching-based localization for UAVS in GPS-denied environments
GPS olmayan ortamlarda İHA'lar için optimizasyonlu görsel odometri ve uydu görüntüsü eşleştirme tabanlı konumandırma
ÖMER SEFA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPTEKİN YILDIZ