Kısa yay yörünge belirlemede kötü kondisyon sorununun çözümü üzerine bir inceleme
A study on solving the inconsistency problem in short arc orbit determination
Yazar: BEKİR GÜRKAN GÜLDAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ORHAN KURT
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Jeoinformasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeodezi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Yörünge bilgileri (efemeris), doğal veya yapay uyduların belirli bir anki konumlarını hesaplamak için kullanılan hassas verilerdir. Bu bilgiler, jeodezik çalışmalarda hem planlama hem de değerlendirme aşamalarında önemli bir rol oynamaktadır. Yörünge bilgileri, ilgili GNSS uydu sistemlerinin kontrol birimleri veya bazı uluslararası kuruluşlar tarafından hesaplanır. Gerçek zamanlı konum belirleme veya değerlendirme aşamalarında, uydu bilgileri kullanıcılara, kontrol birimleri tarafından uydulardan alınan ölçümler aracılığıyla ölçüm anında iletilir. Bu bilgiler, hassas konumlandırma gerektiren uygulamalarda kullanıcıların doğru ve güncel konum bilgilerine erişmesini sağlar. Planlama aşamasında ise yörünge bilgileri, genellikle İnternet üzerinden erişilebilir hale getirilir. 
Yörünge bilgileri, farklı uydu sistemleri tarafından hesaplanan ve genellikle 6 adet Kepler yörünge elemanına dayanan bilgilerdir. Kepler yörünge elemanları, uydunun yörünge düzlemini uzayda yönlendirmek için üç açı (Ω: yükselme noktasının uzay sabit boylamı, i: yörünge düzleminin eğim açısı, w: enberi parametresi) ve uydunun yörünge düzlemi içindeki konumunu belirlemek için iki uzunluk ve bir açı (a: yörünge elipsinin büyük yarı ekseni, b: yörünge elipsinin küçük yarı ekseni, M0: t0 referans anındaki ortalama anomali) bilgisinden oluşur. Kepler yörünge elemanları kullanılarak uydunun herhangi bir anda uzaydaki konumu, yaklaşık olarak ±1-5 km doğrulukla hesaplanır. Bu doğruluğu artırmak için ek parametrelere ihtiyaç duyulur. Bu nedenle, yayınlanan yörünge bilgilerine ölçüm anında altı adet harmonik düzeltme katsayısı ve üç adet yörünge düzlemi yönlendirme düzeltmesi eklenir. Bu düzeltmeler sayesinde ilgili uydunun konum doğruluğu yaklaşık olarak ±1-5 m seviyesine düşürülebilir. Bu doğruluk, gerçek zamanlı konum belirleme ve ölçüm sonrası değerlendirme gibi uygulamalar için yeterli bir seviyedir.
Yörünge bilgileri ve Kepler yörünge elemanları, uydu sistemlerinin hassas konumlandırma, navigasyon ve zaman senkronizasyonu gibi kritik işlevlerini desteklemektedir. Bu bilgiler, uzaydaki uyduların konumunu hesaplayarak kullanıcılara güvenilir ve kesin konum bilgileri sunmaktadır.
Bu tez çalışması, GNSS kontrol birimleri tarafından hesaplanan Yayın Yörünge bilgilerinin hesaplanmasını amaçlamaktadır. Bu yayın yörünge belirleme problemi, ulusal güvenlikle ilgili olduğundan literatürde sınırlı sayıda kaynak bulunmakta ve bu konuda yeterli bilgiye ulaşılamamaktadır. Bu çalışma, hem teorik bir altyapının oluşturulmasını hem de bu konuyla ilgili yazılımların geliştirilmesini amaçlamaktadır.

Abstract:
Orbit information (ephemeris) is precise data used to calculate the specific positions of natural or artificial satellites at a given moment. These information play a crucial role in both planning and evaluation stages. Orbit information is computed by the relevant GNSS satellite systems' control units or certain international organizations. During real-time positioning or evaluation stages, satellite information is transmitted to users at the measurement instant through measurements obtained from satellites by control units. These data enable users to access accurate and up-to-date location information for applications requiring precise positioning. During the planning stage, orbit information is typically made accessible via the Internet. This allows users to proactively predict satellite positions at specific times and effectively plan and manage satellite-based systems. 
Orbit information is data calculated by different satellite systems and typically based on six Kepler orbit elements. Kepler orbit elements consist of three angles (Ω: right ascension of the ascending node, i: inclination of the orbit plane, w: argument of perigee) used to orient the orbit plane in space, and two lengths and one angle (a: major semi-axis of the orbit ellipse, b: minor semi-axis of the orbit ellipse, M0: mean anomaly at reference time) used to determine the position of the satellite within the orbit plane. Using Kepler orbit elements, the satellite's position in space at any given time can be calculated with an approximate accuracy of ±1-5 km. Additional parameters are needed to improve this accuracy. Therefore, six harmonic correction coefficients and three orbit plane alignment corrections are added to the broadcast orbit information at the measurement instant. With these corrections, the position accuracy of the respective satellite can be improved to approximately ±1-5 m level. This level of accuracy is sufficient for applications such as real-time positioning and post-measurement evaluation. 
Orbit information and Kepler orbit elements support critical functions of satellite systems, such as precise positioning, navigation, and time synchronization. These data calculate the position of satellites in space and provide users with reliable and accurate location information. 
This thesis aims to calculate the Broadcast Orbit information computed by GNSS control units. Due to its relevance to national security, the problem of broadcast orbit determination has limited sources in the literature, and sufficient information is not readily available. This study aims to establish a theoretical foundation and develop software related to this topic.