Hava trafik tanımlama ve teşhis optimizasyonu için bir karar destek sistemi
A decision support system for air traffic definition and identification optimization
Yazar: HİRA TUNA ÜNLÜ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA DİNLER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Görünürlüğü düşük, yüksek hızlı, hassas güdümlü silah ve platform sistemlerindeki gelişmeler, askeri komuta ve kontrol uygulamalarını desteklemek için gelişmiş gözetleme, tespit, izleme, teşhis ve tanımlama sistemlerinin performansına ilişkin gereksinimler getirmiştir. Gelişmiş silah sistemlerinin etkinliği ve bunlara karşı savunma, büyük ölçüde doğru ve hassas sensörler ve istihbarat bilgilerinin zamanında elde edilmesine bağlı olacaktır. Giderek artan operasyonel gereksinimler ve zorlu görev ortamıyla başa çıkmak için sensörlerin otonom olarak kullanılması artık yeterli olmayacaktır. Çoklu sensörlerin etkin kullanımı, yüksek durumsal farkındalık, planlama desteği ve entegre çalışan bir komuta ve kontrol sistemi, barış zamanında bile operasyonel kararları doğru ve zamanında verebilmek için giderek daha önemli hale gelmiştir. 
Bu nedenle, etkili çok sensörlü, çoklu hedef izleme (Multi-Sensor, Multi-Target Tracking, MSMTT) sistemlerinin entegre bir şekilde çalışması, sınıflandırma ve tanımlama sistemleriyle birlikte geliştirilmesi ve sahaya sürülmesi, zorlu harekat ortamlarında giderek daha karmaşık hale gelen hedeflerin etkili bir şekilde saptanması, izlenmesi ve tanımlanması için gerekli hale gelmiştir.
Bu tezde, hava araçlarının doğru teşhis ve tanımlanması amacıyla çok sensörlü çalışma mantığına dayalı, hızlı, güvenilir ve bütün unsurları kapsayan bir sistem önerilmektedir. Önerilen bu sistem alt katman ve üst katman olmak üzere iki katmandan oluşmaktadır. Alt katmanda yalnızca radar sensörü ile ilgilenilmiş olup farklı radarlardan elde edilen bilgiler füzyona uğratılarak tekilleştirilmiş veri elde edilmiştir. Alt katmanda amaç, aynı hedefi gören birden fazla radarın operatörün önündeki ekranda yarattığı karmaşıklığı azaltırken aynı zamanda hedef hakkında daha dengeli bir bilgi elde edilmesini sağlamaktır. Literatürde kullanılan Gating algoritması temelli bir yöntemle veri ilişkilendirmesi yapılmış ve birleştirmek için uygun olduğu görülen veriler birleştirilmiştir. Üst katmanda ise, alt katmandaki gating işlemi tekrar edilmiş ancak bu sefer radarlara ek olarak farklı tipte sensörlerin (ESM, E/O ve ADS-B) sağladığı veriler de bu algoritmaya dahil edilmiştir. Üst katmanda amaç, sensörlerin birbirleri ile gerçek zamanlı olarak konuşabilmesi, birbirlerinin elde ettiği verilerden yararlanarak operatöre teşhis vermeye giden yolda hedef hakkında daha fazla bilgi sağlamasıdır.
En sonda ise, komuta kontrol merkezlerinde mevcut olarak kullanılan sistem ile önerilen sistem karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, önerilen sistemde operatörün gördüğü verilerin standart sapmasının mevcut sisteme göre azaldığı ve veri güncelleme sıklığının arttığı görülmüştür.

Abstract:
Developments in low-visibility, high-speed, precision-guided weapon and platform systems have introduced requirements on the performance of advanced surveillance, detection, tracking, identity and identification systems to support military command and control applications. The effectiveness of, and defense against, advanced weapon systems will depend largely on the timely availability of accurate and precise sensors and intelligence information. To cope with ever-increasing operational requirements and challenging mission environments, autonomous use of sensors will no longer be sufficient. Effective use of multi- and multi-spectral sensors, high situational awareness, planning support and an integrated command and control system have become increasingly important in order to make accurate and timely operational decisions since peacetime.
Therefore, the development and fielding of effective multi-sensor, multi-target tracking (MSMTT) systems in an integrated manner, along with classification and identification systems, becomes essential for the effective detection, tracking and identification of increasingly complex targets in challenging operational environments.
In this thesis, a fast, reliable and all-encompassing system based on multi-sensor working logic is proposed for the accurate identification and identity of aircraft. The proposed system consists of two layers, namely the lower layer and the upper layer. In the lower layer, only radar sensor data is considered, and unified data are obtained by fusing data obtained from different radars. The aim of the lower layer is to reduce the complexity created on the operator's screen by multiple radars seeing the same target while also obtaining a more balanced information about the target. Data association was performed using a method adopted from literature called the gating algorithm and data deemed suitable for merging were combined. In the upper layer, the gating process from the lower layer was repeated, but this time, data from other sensors (ESM, E/O, and ADS-B) were also included in this algorithm along with radars. The aim of the upper layer is to enable sensors to communicate with each other in real-time, providing the operator with more information about the target on the path to identity by utilizing data obtained from each other. At the end, a comparison was made between the proposed system and the system currently in use at command and control centers. As a result, it was observed that in the proposed system, the standard deviation of the data seen by the operator decreased compared to the current system, and the data update frequency increased.