İnsansız hava araçlarının ulusal hava sahalarına entegrasyonu ve yeni hava trafik yönetimi konsepti için otomatik HTK modellemesi ve uçuş yönetim sistemi geliştirilmesi
The design of automated atc and the development of flight 
management system for the integration of UAVs into the 
national airspaces within the new air traffic management 
paradigm
Yazar: CENGİZ PAŞAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. NURSEL AKÇAM ; PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu doktora çalışmasında öncelikle İnsansız Hava Araçları (İHA) ile ilgili araştırmalar
yapılmış, dünyada en önemli/büyük hava sahalarına sahip A.B.D. ve Avrupa'daki İHA
vizyonu anlatılarak Türkiye'deki son durumdan bahsedilmiş, sonrasında büyük gövdeli
İHA'ların ulusal hava sahalarına entegrasyonu için yaklaşma ve saha kontrol seviyesinde bir
Hava Trafik Kontrolör (HTK) karar mekanizması geliştirilmiş, anılan mekanizma hibrid
otomat yöntemi ile yazılıma dökülmüş, daha sonra hali hazırdaki gerçek verilerle trafik
akışları kontrol edilip yazılımsal testler yapılmıştır. Söz konusu yazılımlar ve hibrid
modeldeki hava trafik kontrolörü düşünce mekanizması üç boyutlu ve gerçekçi olarak
çatışmadan kaçınma manevraları ve ayırma garantisi oluşturmakta, halihazırdaki araştırma
ve uygulamalarda görülen gerçek zamanda çalışabilme ve çevresel belirsizliklerin çözümlere
aktarılabilmesi gibi kilit konulara çözüm önerisi sunmaktadır. Buna ek olarak, küçük
İHA'ların ulusal hava sahalarına entegrasyonu için çok katmanlı otonom modları olan özel
bir Uçuş Yönetim Sistemi (FMS-Flight Management System) kartı özgün olarak
geliştirilmiş, bahse konu küçük İHA'ların düşük irtifalarda uçtukları da göz önünde
bulundurularak Mobil İletişim için Küresel Sistem (GSM-Global System for Mobile
Communications) üzerinden birbirleriyle haberleşmeleri sağlanmıştır. Anılan karta eklenen
Otomatik Bağımlı Gözetim Yayını (ADS-B-Automatic Dependent Surveillance Broadcast)
modülü ve geliştirilen yazılım ile hem yer, hem de diğer hava araçları ile çarpışmaları
Algılayıcı ve Önleyici (DAA-Detect and Avoid) sistem geliştirilmiş ve yapılan deneyler ve
simülasyonlarla söz konusu sistemin çalışılırlığı test edilip onaylanmıştır.

Abstract:
In this PhD study firstly, a research on UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) was realized, the
UAV vision in the USA (United States) and Europe, which have the most important and
busy airspaces in the world, was described and then the recent studies in Turkey were
explained. Subsequently, for the large UAVs integration into the national airspaces, ACC
(Area Control Center) and APP (Approach) level air traffic controllers' decision-making
mechanism was developed, software with hybrid automata method was built up and then
algorithms were checked and tests were conducted with real data traffic flows. This software
and air traffic controller decision process in the hybrid model are based on domain expertise.
This software also provides realistic conflict resolution maneuvers and separation assurance
in three dimensions and is presented as a key solution proposal for transferring enviromental
uncertainties to the solutions which can be seen in recent research and applications. In
addition, for the small UAVs integration into the national airspaces, special FMS (Flight
Management System) which has multilayered autonomous modes and ADS-B (Automatic
Dependent Surveillance Broadcast) feature, was developed. Since these small UAVs are
flying in low altitudes and actually close to the ground, communication among them via
GSM (Global System for Mobile Communications) was established. On the other hand, for
conflict detection and collision avoidance with ground and other aircraft systems,
integrated software was developed and validated with the serial experiments and
simulations.