Türkiye coğrafyası özelinde uzaktan algılama takım uydu konfigürasyonunun maksimum tekrar ziyaret süresi ve sistem toplam maliyeti açısından çok amaçlı optimizasyonu
Türkiye coğrafyası özelinde uzaktan algılama takım uydu konfigürasyonunun maksimum tekrar ziyaret süresi ve sistem toplam maliyeti açısından çok amaçlı optimizasyonu
Yazar: Tola, Ceyhun; Mutlu, Utku
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 2, 2023
Anahtar kelimeler: Optimization Techniques in Mechanical Engineering ; Makine Mühendisliğinde Optimizasyon Teknikleri ; Takım uydu,Tekrar ziyaret süresi,Uzaktan algılama,Yörünge mekaniği,Çok amaçlı optimizasyon

Afet, savunma ve istihbarat konuları özelinde bir bölgedeki değişimi mümkün olduğunca kısa süre içerisinde tespit etmek kritik öneme sahip olduğundan, bu amaçla tasarlanan takım uydu sistemlerinin maksimum tekrar ziyaret süresini mümkün olduğunca azaltmak gerekir. Çalışma kapsamında, Türkiye coğrafyasını barındıran geniş bir bölgeden mümkün olduğunca kısa maksimum tekrar ziyaret süresinde veri toplayan ve mümkün olduğunca düşük toplam maliyete sahip bir Walker Delta takım uydu konfigürasyonunun çok amaçlı bir optimizasyon problemi kurgulanarak tasarlanması hedeflenmiştir. Takım uydu konfigürasyonlarını kurgulayarak maksimum tekrar ziyaret süresini Systems Tool Kit yazılımına parametrik olarak hesaplatmak amacıyla bir Matlab betiği oluşturulmuş ve bu betik ModeFrontier yazılımı içerisine entegre edilerek Çok Amaçlı Genetik Algoritma yöntemini kullanan bir optimizasyon döngüsü hazırlanmıştır. Optimizasyon sürecinde 6 farklı optimizasyon değişkeni kullanılmış olup bunlar: yörünge düzlem sayısı, bir yörünge düzleminde bulunan uydu sayısı, faz parametresi, yörünge eğikliği, yarı büyük eksen uzunluğu ve algılayıcı sensörün düşey yarı açısıdır. Optimizasyonun 4 amacı bulunmakta olup bunlar: toplam uydu sayısının, yörünge düzlem sayısının, algılayıcı sensörün düşey yarı açısının ve maksimum tekrar ziyaret süresinin minimize edilmesidir. Çalışma sonucunda, veri toplanmak istenen bölgede maksimum tekrar ziyaret süresinin 120 dakikanın altında kalması için toplam uydu sayısının en az 33, yörünge düzlem sayısının en az 11 ve algılayıcı sensörün düşey yarı açısının en az 15 derece olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Optimizasyon sonucunda elde edilen pareto-optimal çözüm kümesi içerisinden hem toplam maliyet hem de maksimum tekrar ziyaret süresi bakımından tatmin edici sonuçlara sahip olan bir takım uydu konfigürasyonu seçilmiştir.

Afet, savunma ve istihbarat konuları özelinde bir bölgedeki değişimi mümkün olduğunca kısa süre içerisinde tespit etmek kritik öneme sahip olduğundan, bu amaçla tasarlanan takım uydu sistemlerinin maksimum tekrar ziyaret süresini mümkün olduğunca azaltmak gerekir. Çalışma kapsamında, Türkiye coğrafyasını barındıran geniş bir bölgeden mümkün olduğunca kısa maksimum tekrar ziyaret süresinde veri toplayan ve mümkün olduğunca düşük toplam maliyete sahip bir Walker Delta takım uydu konfigürasyonunun çok amaçlı bir optimizasyon problemi kurgulanarak tasarlanması hedeflenmiştir. Takım uydu konfigürasyonlarını kurgulayarak maksimum tekrar ziyaret süresini Systems Tool Kit yazılımına parametrik olarak hesaplatmak amacıyla bir Matlab betiği oluşturulmuş ve bu betik ModeFrontier yazılımı içerisine entegre edilerek Çok Amaçlı Genetik Algoritma yöntemini kullanan bir optimizasyon döngüsü hazırlanmıştır. Optimizasyon sürecinde 6 farklı optimizasyon değişkeni kullanılmış olup bunlar: yörünge düzlem sayısı, bir yörünge düzleminde bulunan uydu sayısı, faz parametresi, yörünge eğikliği, yarı büyük eksen uzunluğu ve algılayıcı sensörün düşey yarı açısıdır. Optimizasyonun 4 amacı bulunmakta olup bunlar: toplam uydu sayısının, yörünge düzlem sayısının, algılayıcı sensörün düşey yarı açısının ve maksimum tekrar ziyaret süresinin minimize edilmesidir. Çalışma sonucunda, veri toplanmak istenen bölgede maksimum tekrar ziyaret süresinin 120 dakikanın altında kalması için toplam uydu sayısının en az 33, yörünge düzlem sayısının en az 11 ve algılayıcı sensörün düşey yarı açısının en az 15 derece olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Optimizasyon sonucunda elde edilen pareto-optimal çözüm kümesi içerisinden hem toplam maliyet hem de maksimum tekrar ziyaret süresi bakımından tatmin edici sonuçlara sahip olan bir takım uydu konfigürasyonu seçilmiştir.