Gravite alanı belirleme amaçlı yakın yer uyduları için duyarlı yörünge belirleme teknikleri
Precise orbit determination for satellite gravity missions in low earth orbiters
Yazar: SERKAN DOĞANALP
Danışman: DOÇ. DR. AYDIN ÜSTÜN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Yerin gravite alanının olabildi?gince y¨uksek do?gruluk ve duyarlıkta belirlenebilmesi a¸cısındanyakın yer uydularının (LEO) ¨onemli bir rol¨u vardır. S¨oz konusu uyduların duyarlı y¨or¨unge(konum) bilgileri gravite alanının uzun dalga boylu bile¸senlerini ortaya ¸cıkarır. Bu sayede LEOuydularının son geli¸stirilen gravite alanı modellerine katkısı fazladır. Gravite alanı belirleme ama¸clıg¨onderilen uydu misyonları CHAMP, GRACE ve GOCE?nin GPS ile donatılması sayesinde buuyduların ger¸cek y¨or¨ungeleri izlenebilmektedir. Uydu y¨or¨ungelerinin belirlenmesinde kinematik,dinamik ve indirgenmi¸s dinamik y¨ontemler kullanılmaktadır. Bu ¸calı¸smada CHAMP, GRACEve GOCE uydularının duyarlı y¨or¨ungeleri kinematik, dinamik ve indirgenmi¸s dinamik y¨ontemlerkullanılarak belirlenmi¸stir. Elde edilen y¨or¨ungeler birbirleriyle, farklı kurum/enstit¨ulerceyayımlanan y¨or¨ungelerle (RSO, GNV1B) ve SLR g¨ozlemleriyle kar¸sıla¸stırılmı¸s ve y¨or¨unge hatalarıhesaplanmı¸stır. Ardı¸sık olarak be¸s g¨unl¨uk uydu y¨or¨ungelerinin kinematik ve indirgenmi¸s dinamiky¨or¨ungelerinin arasındaki farklar CHAMP uydusu i¸cin 2-5 cm, GRACE uyduları i¸cin 2-3 cm veGOCE i¸cin 1-2 cm RMS de?gerleriyle elde edilmi¸stir. Ayrıca uydulara ait RD y¨or¨ungeler RSO,GNV1B yayınları ile kar¸sıla¸stırılmı¸stır. CHAMP i¸cin RD-RSO kar¸sıla¸stırması sonucunda 6-10 cm,GRACE i¸cin RD-GNV1B kar¸sıla¸stırmasında ise 4-6 cm arasında RMS de?gerleri elde edilmi¸stir. Bukar¸sıla¸stırmalara ek olarak uydulara ait RD y¨or¨ungeler SLR g¨ozlemlerinden yararlanılarak kontroledilmi¸stir. Buna g¨ore be¸s g¨un i¸cin CHAMP, GRACE-A, GRACE-B ve GOCE i¸cin ortalama RMSde?gerleri sırasıyla 6.6 cm, 10.5 cm, 9.3 cm ve 0.9 cm olarak elde edilmi¸stir.Anahtar kelimeler: Y¨or¨unge Belirleme, Kinematik Y¨or¨unge Modeli, Dinamik GucModeli, Dinamik Yörünge Modeli,Indirgenmis Yorunge Modeli

Abstract:
Low earth orbit (LEO) satellites have a crucial role in terms of the determination of the Earthgravity ?eld with high accuracy and precision as much as possible. Precise orbits of satellites revealthe long wavelength components of the gravity ?eld. Thus, the contribution of LEO satellites to therecently developed gravity ?eld models is signi?cant. The orbits of these satellites can be trackedowing to the fact that satellite missions for gravity ?eld determination such as CHAMP, GRACEand GOCE which are equipped with GPS. Kinematic, dynamic and reduced dynamic models havebeen used for the determination of the satellite orbits. In this study, the precise orbits of CHAMP,GRACE and GOCE satellites have been determined using these models. The obtained orbitshave been compared with each other, the publications of di?erent institutions/agencies (RSO,GNV1B) and SLR observation. Then, orbit errors have been computed. The di?erences betweenthe consecutive 5-day kinematic and reduced dynamic orbits have been produced. The RMS valuesare 2-5 cm, 2-3 cm and 1-2 cm for CHAMP, GRACE and GOCE, respectively. Furthermore, RDorbits of the satellites have been compared with RSO and GNV1B orbits. RMS values between6-10 cm for the CHAMP and 4-6 cm for the GRACE have been reached as the result of RDRSO comparison and RD-GNV1B comparison, respectively. In addition to these comparisons, RDorbits of the satellites have been validated utilizing the SLR observations. According to this, themean RMS values for ?ve days are 6.6 cm, 10.5 cm, 9.3 cm and 0.9 cm for CHAMP, GRACE-A,GRACE-B and GOCE, respectively.Keywords: Orbit Determination, Kinematic Orbit Model, Dynamic Force Field, DynamicOrbit Model, Reduced Dynamic Orbit Model