Maliyet etkin görüntü alma amaçlı küçük uydu filosu modeli
Cost effective earth observation small satellite constellation model
Yazar: YASİN KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. FUAT İNCE
Hava Harp Okulu Komutanlığı / Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Uydu teknolojileri gibi araştırma ve geliştirmeye dayalı teknolojilerin geliştirilmesinde maliyet etkeni büyük önem taşımaktadır. Uydu teknolojilerinde önceleri tek bir uydu bünyesinde birden fazla görevi yerine getiren büyük ve karmaşık yapıdaki uyduları içeren büyük uydu konseptine olan ilgi, zamanla azalmış ve yerine 1990'lı yıllardan itibaren tek bir görev icra eden ?faster, better, cheaper? küçük uydu konsepti, daha maliyet etkin bulunmuş ve buraya doğru bir geçiş olmuştur.Araştırma ve geliştirme çalışmalarının yürütüldüğü yüksek teknolojilerin kullanımının söz konusu olduğu bir projede, gerek devletler gerekse üretici firmalar bütçe planlaması yapmak amacıyla, tahmini olarak da olsa, bir maliyet verisine ihtiyaç duymuşlardır. Bu nedenlerden dolayı en baştan itibaren çalışmalar yapılmış ve çeşitli maliyet tahmin modelleri geliştirilmiştir.Maliyetin önceden tahminine yönelik olarak ortaya çıkarılan maliyet modellerinden elde edilen maliyet verilerinin kesin bir sonuç olarak kabul edilmesi beklenemez. Bu durum ileri düzey teknolojik ve Ar-Ge'ye bağlı projelerde beklenen doğal bir sonuçtur. Maliyet modellerinden elde edilen veriler, projenin maliyeti hakkında yüklenici firmalara veya sipariş veren kurum ve kuruluşlara fikir vermesi açısından önemlidir. Araştırma ve geliştirmeye dayalı ileri teknolojik projelerde bir belirsizlik durumunun söz konusu olması nedeniyle, bu tür teknolojilerde maliyete yönelik bir tahminde bulunmak zor olmaktadır. Özellikle Türkiye gibi, uydu teknolojileri benzeri ileri teknoloji alanına yeni girmiş ve bu alanda fazla tecrübesi olmayan ülkeler için zorluk derecesi daha yüksek olmaktadır.Günümüzde kullanılmakta olan mevcut birçok uydu maliyet modeli bulunmaktadır. Maliyet modellerinden elde edilen sonuçta bir belirsizlik söz konusu olması nedeniyle sonuçlar artı eksi belirli bir hata aralığında verilmek durumundadır. Elde edilen maliyet tahmin sonuçları ileri teknolojik, araştırma ve geliştirmeye dayalı projelerde beklenen bir sonuçtur. Projeler üzerinde yapılan çalışmalar esnasında öngörülemyen denemeler ve muhtemel başarısızlıklar ortaya çıkabilmesi nedeniyle; tahmin sonuçlarının alt ve üst sınırlar şeklinde vermek doğal bir işlem olup, bu sınır değerlerin aralığı çok yüksek olabilmektedir.Uydu maliyetlerini kestirmek, özellikle Türkiye gibi bu tür teknolojik alanlara yeni giren ülkeler için daha da zor olmaktadır. Ayrıntılı fikir sahibi olunamayan konularda karmaşık bir sistemi satın almak için girişimde bulunulduğunda, gerçek fiyatın üzerinde astronomik düzeyde bir ödeme yapılabilmektedir.Bu tez çalışmasında değişen uydu teknolojileri göz önüne alınarak Türkiye için uygun olacak bir gözlem uydusu maliyet modeli geliştirilmesi amaçlanmuştır. Çalışmalar esnasında daha önceden mevcut olan Küçük Uydu Maliyet Modeli (SSCM), Geliştirilmiş Görevler Maliyet Modeli (AMCM), Uzay Aracı / Araç Maliyet Modeli (SVLCM) ve İlk Ağırlık Maliyet Modeli gibi maliyet modelleri incelenmiştir. Mevcut maliyet modelleri üzerinde yapılan karşılaştırmalar ve analizler sonucunda elde edilen veriler, piyasa araştırmaları sonucunda elde edilen fiyat verileri, literatür taramalarından elde edilen veriler ve uydu teknolojileri alanında uzman olan kişiler ile yapılan görüşmeler değerlendirilerek, Türkiye'de küçük uydulara yönelik bir maliyet tahmini yapabilmek maksadıyla bir uzman sistem tabanlı program geliştirilmiştir. Geliştirilen program, bu ve benzer konularda daha akılcı ve fikir sahibi bir alıcı olabilmeyi, daha tutarlı bir bütçeleme ve planlama yapabilmeyi sağlayacaktır.Geliştirilen programda; bulanık tabanlı uzman sistemler, modelleme yöntemi, kural tabanlı ve bilgi tabanlı uzman sistemler gibi birden fazla uzman sistemin aynı yapı içerisinde kullanılmasıyla yeni tür bir bir uzman sistem ortaya konmuştur. Böylece uzman sistemlerde birleştirici bir yenilik uygulanmıştır. Geliştirilen bu yeni teknik ile yukarıda belirtilen sorunlara çözüm getirmek amaçlanmıştır. Uzman sistemler kullanılarak geliştirilen bu maliyet modeli, diğer mevcut modeller de olduğu gibi kesin sonuç vermeyecek ve alt ve üst sınırlar çerçevesinde yaklaşık değerler verecektir. Daha öncede belirtildiği üzere bu durum bir eksiklik değildir. Benzer ileri teknolojinin kullanıldığı projelerde beklenen bir durumdur. Çünkü bu tür projelerin maliyetinde daima bir belirsizlik söz konusudur. Bu belirsizlik nedeniyle kesin bir sonuç üretilemesi beklenmemelidir.Ortaya konan model geliştirmeye açıktır. Yeni bilgiler ve uzman görüşleri geldikçe bunlar programa girilebilecek, program daha güvenilir sonuçlar verebilecektir.Yapılan çalışmalar sonucunda bazı öneriler de ortaya çıkmıştır. Tezin son kısmında yer almakta olan bu öneriler, devlet kuruluşlarımızın uydu projelerinde dikkate almaları için sunulmaktadır. Bunlar;?Türkiye'nin ?günlük bir adet? olarak belirlenen görüntü ihtiyacını karşılayacak bir uydu filosu modeli,?Orta enlemlerde ihtiyaç duyulan görüntülerin elde edileceği yerler sınırlı olduğundan, takım uyduların eğik yörüngelere yerleştirilmesi,?Üretilen uydulardan birden fazla üretilmesi,?İhale sistemi ile ilgili önerilerdir.

Abstract:
Despite its great importance, predicting the cost of developing complex high technology systems and products, especially based on research and development, is still a vague process with much uncertainty in the results. Estimating satellite development costs is such an endeavour.In the first three or four decades of building satellites since the first one in1957, it has been large satellites which have dominated the market place, with their multi mission roles and subsystems. But this approach lost its appeal because of its high risk, high cost and long lead times. A new concept, or the so called ?small satellite concept?, emerged in the 1990?s with the ?faster, better, cheaper? slogan, and gained acceptance especially by smaller companies and institutions.Already satellite cost estimation was not a completely settled problem for big satellites. The new paradigm exasperated the situation. The old models would be even more difficult and less applicable in small satellite cost estimation. It is very natural that satellite manufacturers and owners try to estimate the cost of satellites in the new small satellite paradigm, for budget planning, cost awareness, and pricing. Several cost estimation models have been developed in the last 20 or so years, which try to alleviate that problem.It must be stated that cost data obtained from cost estimation models can not be accepted as being very exact, primarily due the uncertain nature of the situation, which is developing complex, hi-tech systems based on research.Satellite cost estimation is particularly important for the countries which are new to satellite technologies and do not have cost data as a result. Such countries may use these cost estimation models for budget planning. By the help of cost estimation models, these countries are not price wise completely at the mercy of the manufacturers in a contract negotiation process.There are several cost estimation models under use today. The cost data obtained from cost estimation models are given in a range. This situation should not be perceived as a shortcoming. On the contrary, this range shows that the probable cost may increase or decrease depending on how the project proceeds in an uncertain environment.The objective of the present thesis was to develope a satellite cost estimation model applicable for Turkey. Our model which is in the form of an expert system, considers four previous models, market data, expert opnion, literature information and modifies them for the case of Turkey. The four models are the Small Satellite Cost Model (SSCM), Advanced Mission Cost Model (AMCM), Spacecraft/Vehicle Level Cost Model (SVLCM), and First Weight Cost Model (FWCM).The developed expert system uses a new approach in expert systems by integrating more than one expert system together, such as fuzzy-based expert systems, modeling, rule-based expert systems, and knowledge-based expert systems, into one structure.The benefits of the developed model which are discussed in the last chapter of the thesis, include the following topics. These are considered to be quite useful for future projects in Turkey:?A satellite constellation model is presented to meet the requirement of daily image in the region of interest,?Placements of satellite constellations to inclined orbits for middle latitude countries like Turkey, which increases the number of acquisitons of the region of interest,?Producing same satellite architecture more than once in order to reduce the cost for per satellite, and?Suggestions for a national tender system.