İHA’nın Temel Prensibi, Bileşenleri ve Esasları

Bir İHA görüntüleme sistemi esas itibarıyla üç ana bileşenden oluşur:

 Sayısal kamera, lazer tarayıcı vb. görüntüleme sistemi,

 GPS konum belirleme sistemi,

 IMU.

Radyo kontrollü bir İHA sisteminde aşağıdaki ilave bileşenlerin de olması tercih edilir:

 Vibrasyonu önleyen stabilizasyon sistemi,  Otomatik pilot sistemi,

 Uzaktan kumanda sistemi (Coşkun 14).

Burada belirtilen temel İHA bileşenleri yardımıyla kamera, algılayıcı ve tarayıcı sistemlerle istenen görüntülerin temin edilmesi yanında elde edilen verilerin konumlandırılması ve insansız hava araçlarının kontrolü ve yönetilmesi işlemleri de gerçekleştirilmektedir.

İnternet aracılığı ile erişilebilen Google ve Google Earth haritaları Şekil 3.2’de takdim edildiği gibi İHA sistemleri ile harita üretiminde ve hatta mobil harita üretimlerinde önemli olanaklar sağlamaktadır. Yersel ve İHA benzeri hava bazlı mobil haritalama sistemlerinde özel olarak üretilmiş ya da modifiye edilmiş araçlar kullanılmaktadır.

79

Şekil 4.2: İHA sistemleriyle ölçülen noktaların Google Earth ortamında gösterimi (Avdan, Uğur., Şenkal, Emre., Çömert, Resul., Tuncer, Serhan., İnsansız Hava Aracı İle Oluşturulan Verilerin Doğruluk Analizi, İstanbul: V. Uzaktan Algılama ve

Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu (UZAL-CBS), 2014.)

İHA’larda kullanılan görüntü alma sistemleri ve algılayıcılar klasik hava fotogrametrisinden LIDAR ve RADAR’a kadar en düşük çözünürlükteki kamera ve algılayıcılardan en yüksek çözünürlükteki sayısal kameralara kadar kullanım amacına göre değişen farklı tipte ve niteliklerde görüntü alma seçenekleri sunmaktadır.

İHA sistemlerinde kullanılması mümkün olan görüntü alma seçenekleri şunlardır:  Termal kameralar,

 Morötesi (ultraviole) kameralar,  LIDAR algılayıcıları,

 RADAR sistemleri,  Hiperspektral kameralar,  Standart kameralar,  Sayısal/dijital kameralar.

80

Uygun bir İHA Sistemi tasarımı ve kullanımında dikkate alınması yararlı görülen hususlar ve teknik özellikler aşağıda sıralanmıştır. Parantez içinde verilen değerler farklı uygulamalardan ve İHA projelerinden elde edilen bilgileri, belirtilen teknik özelliklerle ilgili minimum, maksimum ve ortalama değerleri yansıtmaktadır. Verilen değerler tamamen yapılan uygulamalardan edinilen bilgileri içermekte olup bu değerler İHA sistemlerinin teknik özellikleri ve donanım bileşenlerinin karakteristikleri hakkında sadece bir fikir vermeye yöneliktir. Aksi halde burada verilen değerlerin tamamen dışında tasarımı yapan kişi veya kurum tarafından yapılacak tercihlere göre daha yüksek (ya da daha düşük) kapasiteye, imkân ve kabiliyetlere, gelişmiş teknik özelliklere sahip İHA sistemlerinin tasarımının mümkün olabileceği değerlendirilmektedir.

 Kullanımı tasarlanan hava aracı türü (model uçak, helikopter, planör vb.),

 Planlanan kamera, tarayıcı ve algılayıcı türü (standart, dijital kamera, SAR, LIDAR vb.),

 Kamera ağırlığı (100-300 gr arası),  İHA aracı ağırlığı (0,7-2,5 kg arası),

 İHA taşıma / yükleme kapasitesi (300-500 gr arası),  İHA toplam ağırlığı, uçuş ağırlığı (0,7-4,0 kg arası),  İHA aracının kanat genişliği (70-150 cm arası),

 Rüzgâra karşı dayanıklılığı ve rüzgâr mukavemeti (40-70 km/saat rüzgâr hızı),  Rüzgârda güvenli uçuş hız limiti (km/saat olarak),

 Maksimum uçuş hızı (30-60 km/saat),  Azami hıza ulaşma süresi (dakika olarak),  Maksimum uçuş süresi (15-120 dakika arası),

 Maksimum uçuş menzili / uzaklığı (3 ila 15 km arası),

 Görüntülerin gönderilebileceği maksimum uzaklık, radyolink kapasitesi (1-20 km arası),

 Yükselme ve alçalma hızı ve hızın ayarlanabilme özelliği (m/sn olarak),  Ortalama faydalı yükseklik (50 ila 1000 m arası),

 Maksimum uçuş yüksekliği (50 ila 1000 m arası),

 Minimum ve maksimum tırmanma hızı ve hızın ayarlanabilme özelliği (2-30 m/sn),  Motor tipi (benzinli, nitro yakıtlı, elektrikli motorlar, fırçasız motorlar vb.),

 Motor gücü/itki gücü,

81  Batarya şarj süreleri (5-60 dakika arası),

 Arazideki kapladığı alan, uçuş alanı genişliği (0,20-20 km2

arası),  Arazideki piksel çözünürlüğü (3-30 cm/piksel),

 Kalkış ve inişte kullanılan teknik (otomatik, manüel, düşey, eğik düzlemde vb.),  Kalkış ve inişler için piste ihtiyaç olup olmadığı ve açık araziye inme yetenekleri,  Havada asılı kalabilme (hoover) özelliği,

 Havada asılı kalma süresi (saat veya dakika olarak zaman birimi ile),  Manevra kabiliyeti, sağa-sola-geriye dönme özelliği,

 Kaza ve düşmelerde kırım olasılığı (yüzde olarak),  Sürekli işletim ve bakım desteği,

 Kullanılan teknik ekipmanın garanti desteği.

Bazı teknik özellikleri, ebatları ve ağırlığı kullanılacak İHA sistemine doğrudan bağlı olmakla birlikte İHA’larda kullanılan sayısal kameraların asgari şu özelliklere sahip olması uygundur:

 Birden fazla cins ve özellikteki kamera ve algılayıcı takılabilme özelliği,

 Kameranın çözünürlüğü (3.000 ila 6.000 piksel arası),

 Odak uzaklığı (4-25 mm arası),

 Deklanşör hızı (ortalama 1/2.000),

 Diyafram açıklığı (1/2 – 1/9 arası),

 Ağırlığı (100-300 gr arası),

 Asgari 5-20 Megapiksel (MP) çözünürlük,

 Akıllı görüntü sabitleme özelliği,

 Farklı ışık koşullarına olan duyarlılığı.

İnsansız hava araçları bazı önemli özellikleri göz önüne alınarak sınıflandırılırlar. Sınıflandırmada ağırlık, uçuş süresi, uçuş hızı ve yükleme miktarı, ayırt edici özellikler olarak görülmektedir ve sınıflandırma yapılırken bu önemli ayırt edici özelliklerin göz önüne alınmasında yarar vardır. İHA sistemlerinin performansları ile ilgili sözü edilen bu kriterler ve karakteristik özellikler tasarımcı, üretici ve potansiyel müşteriler için büyük önem taşımakta ve İHA’lar ile ilgili ihtiyaçların ve beklentilerin tespit edilmesi ve karşılanmasında önemli rol oynamaktadır. İHA tasarımı ve İHA fotogrametrisi uygulamalarında belirtilen ölçütlerden,

82

özellikle İHA sisteminin ağırlığı, dayanıklılığı, uçuş süresi ve motor gücü oldukça belirleyicidir.

Radyo kontrollü İHA sistemleri uzaktan kumanda edilen, insansız, model hava araçlarıdır. İHA sistemleri benzin, nitro yakıt ve elektrik motorları ile çalışabilir. Hava fotogrametrisi uygulamaları için, vibrasyonu daha az olması nedeniyle genellikle elektrik motorları tercih edilmektedir. Ancak günümüzde İHA’larda uygun kamera altlıkları ve vibrasyon etkisini gideren ilave teçhizat ve ekipmanlarla benzinle çalışan İHA-hava araçları da kolayca kullanılabilmektedir. Elektrikle çalışan İHA’lar, benzin ve nitro yakıtla çalışanlara oranla uçuş süreleri daha kısadır. Havadan fotoğraf alımı ve topografik harita üretimi amacıyla kullanılan İHA hava araçları ile hazırlanan uçuş planlarına ve uçuş hatlarına uygun olarak daha stabil, optimum uçuş yapılmasını sağlamak amacıyla İHA’larda otomatik pilot sistemlerinin kullanılması oldukça yararlıdır. Oto-pilot sistemleri hem benzin ve nitro motorlar hem de elektrikli motorlar ile çalışan İHA’larda rahatlıkla kullanılabilmektedir. Daha iyi sonuçlara ulaşmak için oto-pilot sistemi ile birlikte kamera stabilizasyonu teçhizatının da kullanılmasında yararlar vardır (Coşkun 14).

Radyo kontrollü, uzaktan kumandalı, oto-pilot sistemli İHA’ların önemli avantajları şunlardır:

 Düşük maliyetlere sahip olması,  Kolay kontrol edilebilir olması,  Kullanma ve işletiminin basit olması,

 Basit, kolay, ucuz donanım, yazılım ve teçhizata sahip olması,  Düşük doğruluklu çalışmalarda hızlı çözümler sunabilmesi,

 Ulaşılamayan, girilemeyen, tehlikeli ve riskli alanlarda çalışabilme olanağı sağlaması,  Seri bir planlama ile istenilen zamanda, çok hızlı veri toplama ve görüntü alma

kabiliyetine sahip olması,

 Uçuş planına uygun olarak uçuş yapma ve veri toplama yeteneğine sahip olması,  Hızlı ve ekonomik şekide görüntü alma, yükseklik verisi, vektör ve ortofoto harita

üretme olanağı sağlaması,

83

Radyo kontrollü, otomatik pilot sistemine sahip İHA’ların önemli dezavantajları şunlardır:

 İHA’larla ilgili mevcutta birtakım yasal sınırlamaların ve zorlukların olması,  İHA’larla ticari uçuş yapılmasına yönelik yeni yasal düzenlemelerin olmaması,  Sivil Havacılık tarafından İHA uçuşları ile ilgili gerekli düzenlemelerin yapılmaması,  İHA’ların kamuya açık alanlarda kullanımının riskli olması, tehlike arz etmesi ve

belirli noktalarda kullanım yasağının bulunması,

 İHA donanımlarının garantisinin olmaması ve sigorta konusunda belirsizliklerin yaşanması,

 Sınırlı yükleme ve taşıma kapasitesine sahip olmasıdır.