Navigasyon sistemlerine ağırlık verilmeli

Ülkemizde milli Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) geliştirilmesinin yanı sıra, GNSS bağımlı pek çok askeri sistem için alternatif konum bulma sistemlerine yönelik AR-GE çalışmalarına ağırlık verilmeli.

Jandarma Genel Komutanlığı Strateji ve Dış İlişkiler Başkanlığı’nda görevli Makine Yüksek Mühendisi Demet Bilginlioğlu, “Navigasyon Sistemlerinin Önemi” başlıklı önemli bir rapora imza attı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalında doktora eğitimine devam eden Bilginlioğlu, makalesinde askeri sistem için alternatif konum bulma sistemlerine yönelik AR-GE çalışmalarına ağırlık verilmesini zorunlu olduğunu dile getirdi.

Dünyada teknolojinin ilerlemesiyle birlikte konum bulma sistemleri de önemli hale geldi.

Belirlediğim Yere Hangi Yoldan Gidebilirim?

İnsanlığın her döneminde ‘ben neredeyim?’, ‘belirlediğim yere hangi yoldan gidebilirim?’ soruları önemli oldu. Yer ve yön bulma konusunda hayvanların doğal yetenekleri varken, insanlar bu amaç için belirli yöntemler geliştirmek zorunda kaldı. Hayvanlar konumlarını ve gidecekleri yeri belirlemek için farklı yöntemler (Işık polarizasyonu, sabit nokta, manyetik, yansıma, koku vb.) kullanır.

Posta güvercinleri eve dönüşlerinde arazideki belirleyici noktaları kullanıyor. Karıncalar ışığın polarizasyon özelliğinden yararlanıyor. Yunuslar, kır fareleri, yarasalar ve balinalar gönderdikleri ses dalgalarının yansımasından yararlanıyor. Deniz kaplumbağaları, Dünya’nın manyetik alanının hem eğim hem de şiddetini algılayarak, coğrafi konumlarını ve gitmek istedikleri yönü belirleyebilir.

İnsanlığın gökyüzünü ve çeşitli yıldızları tanıması ile rüzgarın geldiği yöne bakarak yön tayini yapması gibi yöntemler özellikle denizcilikte ilerleme sağlanmasına ve yeni yerlerin keşfedilmesine olanak sağlar. 11’inci Yüzyılda Çinliler tarafından manyetik pusulanın keşfi ile bu süreç hız kazandı. Günümüzde seyrüsefer sistemlerinin geliştirilmesi ve uydu tabanlı sistemlerin kullanılmasıyla, konum belirleme insanlar için daha kolay hale geldi.

Sinyallerin yeterli olmadığı alanlar (tünel, mağara, metro vb.) GNSS bağımlı pek çok askeri sistem için alternatif konum bulma sistemlerine yönelik AR-GE çalışmalarına ağırlık verilmeli.

Navigasyon Nedir?

Navigasyon, belirli bir noktadan başka bir noktaya gidilmesi için en elverişli yolun tayin edilmesini sağlayan işlemdir. İngilizcede ‘navigate’ olarak ifade edilen terim, kökeni Latince gemi anlamına gelen ‘navis’ ve hareket, yönelim anlamına gelen ‘agere’ kelimelerinden türetildi.

Dünya üzerinde bir noktanın enlemi ve boylamının hesaplanması 18’inci Yüzyıldan beri hassas saatlerin geliştirilmesiyle mümkün oldu.

Seyrüsefer sistemleri kaça ayrılır?

Doğrudan Konumlama Sistemi: Platformun konum ve yönelimini belirlemek için, bilinen referans noktalarına ait bilgileri kullanan sistemlerdir.
Korelasyon Sistemleri: Daha önce tanımlanmış ve haritası çıkartılmış bir ortamı algılayıp tanıyarak dinamik değişkenler ile ilgili bilgi veren sistemlerdir (Arazi eşyükseklik eğrileri eşleştirme veya görüntü eşleştirme vb.).
Kör Seyir Sistemleri: Algılayıcılar tarafından sağlanan hız ve dönü oranları gibi bilgilere dayanarak, bilinen bir başlangıç durumundan başlayarak, değişimleri sürekli belirleyen sistemlerdir (Pusula, ataletsel sistemler vb.).

DARPA FLA programı kapsamında, 2017 yılında GPS ve herhangi bir haberleşme sistemi olmaksızın otonom bir şekilde manevra kabiliyeti olan bir insansız hava aracı geliştirildi.

Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri

Uydu tabanlı bir seyrüsefer sistemi olan Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS); uydu ile uydu sinyalini alan alıcı arasındaki mesafenin ölçülmesiyle, Dünya üzerindeki herhangi bir yerin konumunun belirlenmesini sağlar. Dünya yüzeyinden belirli bir yüksekliğe yerleştirilmiş sürekli dolaşan uydulardan ve dünya yüzeyindeki alıcılardan oluşan sistem, belli bir hızla hareket ederek 12 saatte dünya çevresinde bir turu tamamlar.

Uyduların her biri farklı frekansta radyo sinyalleri yayar. Alıcı bu sinyalleri alarak sinyalin geliş süresini ölçüp, uyduya olan mesafesini belirler. Ana Denetim İstasyonu ve Gözlem İstasyonu GNSS uydularını sürekli izleyerek yörünge ve zaman bilgilerini sağlarlar. Kullanıcı bölümü ise alıcılardan oluşur. 1957 yılında Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği (SSCB) tarafından ilk uydu Sputnik-1 uzaya fırlatıldı.

1960 yılında ise ABD Silahlı Kuvvetleri tarafından çalışmalara başlanılarak, ilk ABD uydusu 1974 yılında uzaya gönderildi. 1994’e kadar toplam 24 uydunun daha gönderilmesi ile sistem tamamlandı. Başlangıçta sadece askeri amaçlı olarak geliştirilen sistem; daha sonra sivil kullanıma açıldı.

DARPA SubT Challenge programı kapsamında GPS’in olmadığı mağara ve tünellerde otonom bir şekilde keşif yapılmasını amaçlayan bir proje yürütülüyor.

Dünyadaki GNSS Sistemleri

NAVSTAR GPS: Dünyanın ilk ve işlevsel olan tek uydu navigasyon sistemi. ABD Savunma Dairesi tarafından 1994 yılında başlangıçta 24 uydu (Şu an 32 uydusu bulunuyor.) olarak geliştirilmiş bir sistemdir.
GLONASS: Rusya tarafından 1995 yılında faaliyete geçirilen GLONASS sisteminde, 19.130 km yükseklikte 25 uydu kullanılıyor. Askeri ve sivil amaçlı kullanılan sistemde; yeni nesil cihazlar hem GPS hem de GLONASS için destek vermektedir. Hata oranı 1 metre civarında.
Galileo: Avrupa Birliği’nin yeni uydu sistemi. Sivil kullanıma yönelik olarak tasarlandı. Sistemin ilk uydusu 2011 yılında fırlatıldı. Tamamlandığında 30 uydu ile çalışan, yüksek doğrulukta ve geniş kapsama alanına sahip bir sistem olacak. Şu an 26 uydusu uzayda yer alıyor.
BeiDou: Çin Halk Cumhuriyeti tarafından tasarlanan ve 35 uydudan oluşması planlanan bir sistem. 2012 yılında bölgesel olarak hizmet vermeye başladı. Şu an 14 uydudan oluşan sistemin 2020 sonunda tamamlanması planlanıyor. 10 metre konumlama doğruluğu bulunuyor.

Türkiye’de Navigasyon Mevcut Durumu

Türkiye tarafından uzaya bugüne kadar 6 iletişim uydusu, 4 yer gözlem uydusu ve 5 küp uydu gönderildi. Şu an 10 adet uydumuz aktif durumda olmakla birlikte henüz konumlama uydusu bulunmuyor.

GPS, GLONASS ve Galileo sistemlerinden aldığı konum bilgisini santimetre düzeyinde hassas hale getiren TUSAGA-Aktif GNSS Sistemi askeri alanda hizmet veriyor. Ayrıca, TÜRKSAT ve TUSAŞ tarafından bölgesel tabanlı bir sistemin geliştirilmesine yönelik çalışmalar yapılıyor.

Özellikle otonom araç çalışmalarının artması, insansız sistemlerin yaygınlaşmasıyla konumun hatasız olarak belirlenmesi gerekiyor.

GNSS Sisteminin Dezavantajları

Askeri ve sivil kullanımda birçok faydası olan GNSS’in milli olmaması nedeniyle, dışa bağımlı kalınıyor.
GPS bugüne kadar geliştirilmiş yüksek doğruluklu bir navigasyon sistemi olmasına rağmen, elde edilen sonuçları etkileyen bazı hata kaynakları söz konusu.
Ayrıca arazi yapısı ve bitki örtüsü uydu sinyallerinin alınmasını engelleyebiliyor
GNSS sistemleri savaş durumunda düşman tarafından kolaylıkla karıştırılabilecek bir sistem.
Sistemin devre dışı bırakılması, karıştırma ve aldatma olarak iki şekilde oluyor.
GNSS sinyalinin daha yüksek güçlü gürültü basılarak GNSS alıcısı tarafından ayırt edilebilmesini engellemek “karıştırma”; GNSS sinyali ile aynı yapıda, daha güçlü ve hatalı konum bilgisi içeren bir sinyal yayınlamak ya da GNSS sinyalini alıp, zamanda gecikme ile yeniden yayınlamak “aldatma” olarak tanımlanabilir.