Altimetre Nedir?
insanoğlunun ayaklarının yerden kesilmesi ve gökyüzünü yol olarak tanımlaması Wright kardeşlerin ilk motorlu uçağı icat etmesi ile başlar. Bu iki mucit kardeşin yapmış olduğu ilk motorlu uçak yaklaşık olarak 120 metre uçmuş ve havada 12 saniye boyunca kalmıştır. Başarılı bir şekilde yere iniş yaptıktan sonra insanlık tarihinde en önemli buluşlardan biri olan uçağı icat ettiklerini açıklamışlardır. Wright kardeşler ilk uçuş denemesinin heyecanı ile uçağın yerden anlık yüksekliğine odaklanmamış olabilirler fakat o ilk 12 saniyelik başarı Altimetre ve irtifa kavramlarını havacılık terimlerine eklemiştir.
Altimetre, hava aracının referans olarak kabul edilen konuma göre irtifasını ölçmek için kullanılan bir cihazdır. Referans noktası, kullanılan altimetre türüne göre deniz seviyesi (MSL-Mean Sea Level) ya da o anda bulunduğu yeryüzü (AGL-Above Ground Level) olmaktadır.
İrtifa ölçer olarak farklı hava platformlarında kullanılan dört çeşit altimetre mevcuttur: Barometrik altimetre, GPS altimetre, Lazer altimetre ve Radar Altimetre. Her bir altimetrenin benzeştiği ve farklılaştığı kullanım alanları olmakla birlikte bu altimetrelere kısaca bir göz atalım.
Barometrik Altimetre
Barometrik altimetreler atmosfer basıncının ölçülmesi prensibi ile çalışmaktadır. Referans olarak alınan basınç ile farklı irtifalarda değişen basıncın karşılaştırılması sonucu irtifa değeri ortaya çıkar. Süregelen yıllarda birçok farklı mekanizmada barometrik altimetreler geliştirilse de hepsi irtifa ve basınç arasındaki ilişki üzerine kurulmuştur. Bu tip altimetrelerde irtifa deniz seviyesine göre hesaplanmaktadır. Bu nedenle atmosferik şartların ve hava sıcaklığın değişmesi ile barometrik altimetrelerin değişen şartlara göre tekrar kalibre edilmesi gerekmektedir. Atmosferik değişimler ve ölçüm belirsizliklerine rağmen barometrik altimetreler yakın gelecekte de çeşitli hava taşıtlarında kullanılmaya devam edilecek görünüyor.
GPS Altimetre
KKS (Küresel Konumlandırma Sistemi, GPS), 1994 yılında 24 uydu ile çalışır hale gelmiştir. Bu sistemin tasarımı 1960 yıllarına dayanmaktadır. KKS uydular’, dünya yüzeyinin 20.200 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar yüksek irtifada bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir KKS alıcısının her zaman en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir. KKS’deki irtifa hatası KKS alıcısının saat hatası ve çok yollu yansımalardır.
Radar ve Lazer Altimetreler
KKS tabanlı irtifa hata miktarları ise kullanılan topolojiye göre 30-150 metre arasında olabilmektedir. Bu hata miktarları bir uçak için düşük irtifalarda kullanılamaz olsa da yüksek irtifalar için kabul edilebilir seviyede olabilir. İrtifa hatalarını azaltmak için sabit bir noktanın konum hatasını veri bağları ile platformlara aktarımı ile o sabit nokta üzerindeki platformların konum hataları azaltılabilmektedir. Bu kullanım şekline Diferensiyal KKS (DGPS) denilmektedir. Ancak KKS sistemlerinin karıştırılmasına yönelik ciddi sistemler geliştirilmiş ve sahada kullanılmaktadır. Lazer altimetreler yüksek doğrulukta mesafe ölçümü için kullanılmaktadır.
Çalışma prensibi gönderilen ve hedeften/araziden yansıyıp gelen lazer işaretin zaman farkının hesaplanmasına dayanır. Lazer altimetrelerden çoğunlukla yeryüzü araştırmaları için faydalanılmaktadır. Maksimum irtifa isterine göre interferometre, genlik modülasyon ve darbe tipi lazer metodları kullanılmaktadır. Lazer altimetrelerin performansı hava şartlarından ciddi etkilenmektedir.
Radar altimetreler de ise gönderilen ve yüzeyden yansıyarak alınan elektromanyetik dalganın gönderme zamanına göre geri alma zamanı irtifayı belirlemektedir. Platform hızının elektromanyetik dalga üzerindeki dopler etkisi de göz önüne alınarak yüksek doğrulukta irtifa bilgisi üretilir. Radar altimetreler, barometrik sistemlerin etkin olmadığı yüksek irtifalarda dahi irtifa üretmektedir. Barometrik altimetrelerden farklı olarak Radar altimetreler de Lazer altimetreler gibi irtifayı platformun üzerinden geçtiği yeryüzüne göre ölçmektedir. Ayrıca hava şartlarından olumsuz etkilenmemektedir.
Altimetrelerin Kullanım Alanları
Altimetrelerin çeşitli kullanım alanları bulunmaktadır. Dağcılık, paraşütle atlama gibi sporlardan, sivil havacılıktan tutun da en hassas askeri amaçlı kullanıma varıncaya kadar birçok alan örnek olarak verilebilir. Sivil uçaklarda güvenli irtifa seyir bilgisi ve iniş-kalkış desteği için altimetrelerden faydalanılmaktadır. Bunun yanı sıra yükseklik bilgisi gerektiren otomasyon sistemlerinde, dronların iniş-kalkışında ve silolarda malzeme seviye ölçümünde dahi altimetreler kullanılmaktadır.
Askeri yelpazede otomatik seyrüsefer, otomatik iniş, yeryüzü haritalama için uzaktan algılama uygulamaları, füzelerin deniz üzeri alçak uçuşu gibi uygulamalarda altimetreleri görmekteyiz. Altimetreler aynı zamanda füzelerin navigasyon temelli seyri, arazi uyarı-kaçınma sistemleri (TAWS), çarpışma kaçınma sistemleri (TCAS), yere yakınlık uyarı sistemleri (GPWS) gibi büyük sistemlerin irtifa girdisini oluşturmaktadır.
Meteksan Savunma’nın Altimetreleri
Meteksan Savunma, son on yılda geliştirdiği Radar Altimetreler ile yerli ve yabancı müşterilerin yoğun saha kullanımı sayesinde yüksek tecrübe ve bilgi birikimi kazanmıştır. Radar Altimetre ürünlerimiz düşük algılanma olasılığı, yüksek hızda hassas algılama, yüksek irtifa üretimi, yüksek doğruluk, cihaz içi test kabiliyeti ve hızlı kurulum gibi özelliklere sahiptir.
Meteksan Savunma, birçok alanda olduğu gibi Radar Altimetre alanında da müşteri ihtiyaçlarını ön planda tutmakta ve platformlarımızın milli ihtiyaçları için güvenilir çözüm ortağı olmaya devam etmektedir.
ÖNERİLEN İÇERİK: AGNOSIS Anti-Jamming GNSS
Ahmet Özdemir / Radar Sistem Mühendisliği Teknik Lideri
Meteksan Savunma
