Sürekli gözlem yapan referans istasyonları tekniği ile insansız hava araçlarının konumlandırılması
Positioning of unmanned air vehicles by using continuously monitoring reference stations
Yazar: EMRAH GÜRÇAY
Danışman: PROF. DR. ATINÇ PIRTI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
İnsansız Hava Araçları son yıllarda endüstrinin ve kamu sektörünün vazgeçilmez araçlarından biri olmuştur.  İlk olarak askeri alanda yerini alan İnsansız Hava Araçları günümüzde arkeolojide, tarımda, ormanlık alanların belirlenmesinde, afet yönetiminde ve harita yapımında kullanılmaktadır. 
	CORS Teknğinin hayatımıza girmesi ile birlikte tek sabitten hassas ölçümler yapılabilmekte, gerçek zamanlı  kinematik ölçülere göre daha hassas koordinatlar elde edilebilmekte ve ölçümlerde daha geniş kapsama alanına  sahip olunabilmektedir. 
İHA'lar ile yapılan ölçümlere incelediğimizde uçakla yapılan fotogrametrik harita yapımına  kıyasla İHA'lar, daha hızlı, daha hassas, düşük maliyetli ve tekrarlı ölçüm imkanına sahiptirler. Bu avantajlarının yanında havada kalış süresinin kısa olması, rüzgardan çok daha fazla etkilenmeleri, uçuş esnasında yer istasyonunda bulunan GPS anteni ile radyo bağlantının kopması gibi dezavantajları da vardır. 
CORS Tekniği ile İHA kullanımının sağladığı faydaları bir araya getirdiğimizde sonuç ürünleri elde etmek daha hızlı ve daha az maliyetli olacak, ayrıca uçakla yapılan ölçümlere göre de daha hassas ürünler elde edilebilecektir.
Tüm uçan hava araçlarında konumunu ve yönünü belirlemek için bir GPS alıcısı bulunmaktadır. UASTÜRK isimli İnsansız Hava Aracımıza kendi GPS alıcısına ek olarak CORS Tekniğini büroda değerlendirme yöntemi (PPK : Post Process Kinematic) ile yapabilmek için çift frekanslı RTK GPS alıcısı monte edildi. Bu sayede uçağın üzerinde bulunan GPS aletinin ve RTK GPS aletinin kaydettiği verileri karşılaştırma imkanı bulduk. 
Deneyimizde İHA ile Yer Kontrol istasyonu arasındaki radyo bağlantısının kopması durumunda tüm uçuşun tekrar yapılması gerektiğinden, radyo bağlantı kopmasını elimine etmek için büroda değerlendirme yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemle uçuş esnasında İHA'ya monte edilen RTK GPS ve İHA üzerindeki GPS alıcısına kaydedilen GPS verilerine aynı zaman dilimi içerisindeki CORS istasyonundan geçmişe dönük veriler kullanılarak düzeltmeler getirildi. 
İlk olarak RTK GPS alıcısına getirilen düzeltmelerle tüm fotoğrafların  merkez koordinatları hesaplanarak ortamozaik ürün elde edildi. Aynı işlem İHA üzerindeki GPS alıcısı kullanılarak da yapıldı ve diğer bir ortomozaik ürün elde edildi. Ardından deney alanında kullanılan 17 adet yer kontrol noktası ile oluşturulan ortomozaiklerin koordinat doğruluk analizi incelendi. Bu analiz sonucunda RTK GPS ile yatayda ve düşeyde santimetre mertebesinde (10.7 - 26.9 cm) ortomozaik ürün elde edilirken İHA üzerindeki GPS alıcısı ile yatayda ve düşeyde desimetre mertebesinde (3.687 – 3.194 m.)  ortomozaik ürün elde edildi. 
Uçakta bulunan GPS-IMU sistemiyle hesaplanan koordinatlarının yaklaşık 2-5 m. doğrulukta olduğunu düşünürsek bu yöntem sayesinde İHA'nın koordinatlarının düşeyde ve yatayda, desimetre mertebesinden santimetre mertebesine düşeceği öngörülmektedir.

Abstract:
Unmanned Air Vehicles have become one of the indispensable tools of industry and public sector in recent years. Althogh Unmanned Air Vehicles, initially started to use in military area, it is now used in archeology, agriculture, identification of forest areas,  disaster management and in map construction.
By using CORS Technique in surveying, more precise positioning measurements can be observed with only using one fixed GPS, and also these measurements can be done in wider coverage areas.
When the photogrammetric mapping made by the UAVs compare with photogrammetric mapping made by airplanes, UAVs are faster, more precise, more cost-effective and have oppotunity to make repetitive measurements. Besides these advantages, there are also some disadvanteges which are the short duration of flight time, more affected by the the wind and disconnection of the radio link between the GPS antenna and the ground station during flight time.
When we combine the benefits provided by the use of CORA with the use of CORS Technique, it will be faster and less costly to obtain the final products, and more accurate products will be obtained than with the measurements made with the airplane.
All air vehicles have a GPS receiver to determine their position and direction. In addition to its GPS receiver, the UASTURK unmanned aerial vehicle was also equipped with a dual-frequency RTK GPS receiver for measuring with CORS Technique. By this way, we made a comparison of the GPS device on the plane and the equipped RTK GPS device.
In our experiment, in the event of a radio link failure between the UAV and the Ground Control Station, the entire flight must be redone, for this reason an office evaluation method was used to eliminate radio link failure. With this method, the GPS datas recorded on the default GPS receiver and on the equipped RTK GPS receiver were corrected using past datas from the CORS station in the same time slot. 
First, the center coordinates of all the photographs were calculated by the corrections made for the RTK GPS receiver, and first orthomosaic product was produced. The same process was also performed using the GPS receiver on the UAV and second orthomosaic product was produced. Coordinate accuracy analysis of the orthomosaic products were made by 17 ground control points used in the field. As a result of this analysis, first orthomosaic product (RTK-GPS corrected) has centimeter level accuracy (10.7 cm horizontal - 26.9 cm vertical) and the second orthomosaic product (UAV-GPS corrected) has decimeter level accuracy (3.687 m horizontal - 3.194 m. vertical)  
If we consider that the coordinates calculated with the GPS-IMU system on board are accurate about 2-5 m, by this method the coordinates which observed by the measurement of UAV will be in the cm level.