GLONASS Uyduları

4.2.1.2. GLONASS Uyduları

GLONASS; Sovyetler Birliği tarafından GPS’e paralel biçimde geliştirilen uydu tabanlı konumlama sistemidir. İlk uydunun fırlatıldığı 1982 yılından 2018 yılına kadar 137 GLONASS uydusu yörüngeye yerleştirilmiştir. Günümüzde bu uydulardan 25 tanesi yörüngede aktif olarak görevini sürdürmektedir. GLONASS ana uydu takımı ilk olarak 1995 yılında tamamlanmıştır. 24 uydudan oluşan sistemin devamlılığının sağlanması için yılda ortalama 8 uydu fırlatılması gerektiğinden Soğuk Savaş sonrası finansman sıkıntısı yaşanmıştır (SHEHAB, t.y., s. 6). Bu nedenle, yörüngedeki aktif uydu sayısı 2001 yılında 7’ye kadar düşmüştür. 2002 yılından itibaren yapılan yeni fırlatımlarla ana uydu takımının tekrardan oluşturulması 2011 yılını bulmuştur. Birinci ve ikinci nesil GLONASS uydularında basınçlandırılmış uydu yapısı kullanılmış; üçüncü nesilden itibaren basınçsız uydu yapısına geçilmiştir. Birinci nesil GLONASS uydularında 3.5 sene olan tasarım ömrü, sonraki nesillerde kademeli olarak artırılmıştır. GLONASS uydu yapıları gelişen teknolojiye paralel olarak zaman içerisinde iyileştirilmiştir. GPS uydularından bazıları 21 yıldan fazla hizmet vermiştir (BETZ, 2016, s. 213). GLONASS uydularında ise şimdiye kadar ulaşılan en uzun görev süresi yaklaşık 12 yıldır.

Farklılaşan uydu yapılarını adlandırmada GPS’e benzer biçimde seri ve konfigürasyon belirteçlerinden yararlanılmıştır. Ancak, kullanılan isimlendirme yöntemi biraz farklıdır. Birinci nesil uydular “GLONASS” ya da “Uragan” olarak adlandırılmaktadır. Rusça bir kelime olan Uragan, “Kasırga” anlamına gelmektedir (MONTENBRUCK & TEUNISSEN, 2017, s. 233). Birinci nesil uydularda iki farklı seri bulunmaktadır. Bu seriler, “Block I” ve “Block II” olarak isimlendirilmektedir. Bu doğrultuda birinci nesil uydular, “GLONASS I” ve “GLONASS II” şeklinde ifade edilmektedir. Sistem adından sonra kullanılan roma rakamları nesil numarası değil seri numarasıdır. Block I serisine ait tek konfigürasyon bulunduğundan uydu yapısını tanımlamada ek belirteç kullanılmamıştır. Block II serisinde ise 3 ayrı konfigürasyonu tanımlamak için en sona “a, b ya da v” harfi eklenmiştir. İkinci nesil uydulardan itibaren uydu nesillerini belirtmek için harf kullanılmaya başlanmıştır. Sistem adından sonra gelen “-M” belirteci uydunun ikinci nesil olduğunu, “-K” belirteci ise uydunun üçüncü nesil olduğunu gösterir. İkinci nesil uydularda tek seri bulunduğun ayrıca seri belirteci kullanılmaz. Uydu adları, “GLONASS-M” şeklindedir. Üçüncü nesil uydularda ise

48

iki seri bulunur ve seri numarası harfin sonunda yer alır. Uydu isimleri, “GLONASS-K2” şeklindedir. İkinci ve üçüncü nesil uydu yapılarına herhangi bir ekleme yapılmışsa en sona “+” belirteci getirilir.

Birinci nesil GLONASS I ve II uydularından toplam 87 adet üretilmiştir. Fırlatımı başarısız olan 6 adet uydu haricindeki 81 uydu 1982-2005 yılları arasında başarıyla yörüngeye yerleştirilmiştir. Uydular yaklaşık 3,3 metre boyunda silindirik bir uydu yapısına sahiptir. Uydu platformu, görev yükünü uzay şartlarından korumak için basınçlandırılmıştır. Ağırlıkları ortalama 1415 kg olan birinci nesil GLONASS uyduları, 1000 W güç üretebilmektedir. GLONASS I serisi uydularda 2 rubidyum atomik saat, II serisi uydularda ise 3 sezyum saat kullanılmıştır. Ortalama ömürleri 1,5 yıl olan ilk atomik saatler, uyduların görev ömürlerini ciddi biçimde kısıtlamıştır (MONTENBRUCK & TEUNISSEN, 2017, s. 235). Birinci nesil GLONASS uydularının tasarım ömrü 3,5 yıldır (IAC PNT, 2018b). Başlangıçta yaklaşık 1 yıl olan operasyonel uydu ömürleri son üretilen uydularda 5 yıla kadar çıkarılmıştır. Bu uyduların en sonuncusu 2008 yılında görev dışı bırakılmıştır. Birinci nesil uydular sadece geleneksel FDMA sinyalleri yayınlama kabiliyetine sahiptir. Bu uydular ile güvenli hizmet sinyali hem L1 hem de L2 bant üzerinden yayınlanırken açık hizmet sinyali sadece L1 bant üzerinden aktarılmıştır.

Şekil 24. GLONASS uydu serileri

49

İkinci nesil GLONASS-M uyduları, 2003 yılından itibaren birinci nesil uyduların yerini almaya başlamıştır. 2018 yılına kadar 38 GLONASS-M ve 2 GLONASS-M+ olmak üzere toplamda 40 adet ikinci nesil uydu başarıyla yörüngeye yerleştirilmiştir. Fırlatımı başarısız olan 6 uydu ile birlikte üretilen ikinci nesil uydu sayısı 46’yı bulmaktadır. GLONASS-M uydularında 2,4 metre çapa ve 3,7 m yüksekliğe sahip, 7,2 metre panel açıklığına sahip basınçlandırılmış uydu yapısı kullanılmıştır (CAMACHO-LARA, MADRY, & PELTON, 2013, s. 629). GLONASS-M gibi basınçlandırılmış uydularda basınç kaybı ek bir hata nedenidir. Ağırlığı 1415 kg olan bu uydular 1450 W güç üretebilmektedir (IAC PNT, 2018b). Daha hassas yörünge tahmini için GLONASS-M uydularının üzerine lazer yansıtıcılar yerleştirilmiştir. Bu uyduların her birinde 3 sezyum saat bulunmaktadır (MONTENBRUCK & TEUNISSEN, 2017, s. 236). GLONASS-M, birinci nesil uydulara göre daha iyi atomik saatlere ve daha uzun uydu ömrüne sahiptir (BETZ, 2016, s. 213). İkinci nesil GLONASS-M uydularının tasarım ömrü 7 yıldır. Şu an yörüngede aktif olarak görev yapan en eski GLONASS-M uydusu 2006 yılının sonunda fırlatılmıştır ve yaklaşık 12 yıldır görevini sürdürmektedir. Şimdiye dek 17 uydu emekliye ayrılmıştır. Sisteme en son katılan uydu, 2017 yılında fırlatılan bir GLONASS-M’dir. 2018 yılı içerisinde 3 adet GLONASS-M uydusunun daha fırlatılması planlanmaktadır (North Coast Media LLC, 2018). GLONASS-M serisi uydular, sadece FDMA sinyalleri yayınlayabilmektedir. CDMA sinyali yayınlama özellikleri yoktur. L2 bant üzerinden açık hizmet sinyalinin aktarımına GLONASS-M serisi uydular ile başlanmıştır. GLONASS-M uyduları, birinci nesil uydulardan farklı olarak iki taşıyıcı frekans üzerinden sivil sinyal yayınlarlar. Bu da iyonosferik hataların giderilmesi için çift sinyal kullanımını mümkün kılmaktadır. GLONASS-K uydusunun tasarımında karşılaşılan sorunlar çözülmeye devam ederken, modernize edilmiş sinyal yayınlayabilen uydu sayısının artırılması amacıyla son yıllarda fırlatılan GLONASS-M serisi uydulara CDMA görev yükü eklenerek L3OC sinyali yayınlama kabiliyeti kazandırılmıştır (BETZ, 2016, s. 213). GLONASS-M serisi uydulardan daha ağır olan bu uydular GLONASS-M+ olarak isimlendirilmiştir. Halen uydu takımında görev yapan 2 GLONASS-M+ uydusu bulunmaktadır. Uydulardan ilki 2014 yılında, ikinci ise 2016 yılında fırlatılmıştır.

Üçüncü nesil GLONASS-K uyduları, K1 ve K2 olmak üzere iki seriden oluşmaktadır. K serisi uydularla birlikte GLONASS, basınçsız uydu yapısına geçiş yapmıştır. 2018 yılına

50

kadar sadece 2 adet GLONASS-K1 uydusu üretilmiş olup bu uydular 2011 ve 2014’te yörüngeye yerleştirilmiştir. Geliştirme süreci devam eden GLONASS-K2 serisi uyduların fırlatımına yaklaşık 2020 yılından itibaren başlanılması amaçlanmaktadır. Ağırlığı 935 kg olan GLONASS-K1 serisi uydular 2,53 m x 3,01 m x 1,43 m boyutlara sahiptir ve 1270 W güç üretebilmektedir (IAC PNT, 2018b). K1 serisi uyduların ağırlığı önceki serilere göre oldukça düşüktür. K1 serisi uydularda 2 sezyum ve 2 rubidyum atomik saat kullanılmıştır. Önceki serilere göre daha kararlı atomik saat taşıyan bu uydular ayrıca Cospas-Sarsat arama ve kurtarma işlevine sahiptir (BETZ, 2016, s. 213). K2 serisi uyduların boyutları, ağırlığı ve kapasitesi K1 serisine göre oldukça fazladır. Bu uydular, 1600 kg ağırlığa sahip olacak ve 4370 W güç üretebilecektir (IAC PNT, 2018b). K1 ve K2 serisi uydular ile tasarım ömrü 10 yılla çıkarılmıştır. 2018 yılı içerisinde 1 adet GLONASS-K1 uydusunun daha fırlatılması planlanmaktadır (North Coast Media LLC, 2018). K1 serisi uydularla GLONASS ilk defa CDMA tabanlı sinyal yayınlamaya başlamıştır. Tüm K1 uyduları L3 bandında CDMA sinyali yayınlayabilmektedir. Yeni K2 serisi uyduların hizmete girmesiyle yayınlanan CDMA tabanlı sinyal sayısının artırılması planlanmaktadır. K2 serisi uydular L1 ve L2 bandında da CDMA sinyali yayınlayabilecektir. İlerleyen yıllarda K1 serisi uydulara L1 ve L2 bandında CDMA sinyali aktarma kapasitesi kazandırılması durumunda geliştirilmiş yeni uydu yapısının GLONASS-K1+ olarak adlandırılması öngörülmektedir.