Aqisindan degerlendirilme

ERS-1 UYDUSU VE VERILERININ TOPOGRAFIK UYGULAMALAR AQISINDAN DEGERLENDIRILME OLANAKLARI

Mustafa ONDER

OZET

ERS-1 Uydusu, Avrupa lJzay Ajansi (ESA) tarafindan 17 Temmuz 1991 tarihinde uzaya gbnderilmigtir. Bulut ve gdneg rugi kopullarindan bajimsiz olgiim degerleri ve gordntd elde etmede, ileri mikrodalga te6nih- lerinden yararlanan uydu; okyanus, buzul ve karalara ait tum meteorolojik ko'ul1arin gdrdntulenmesinden bagha deniz durumu, deniz yuzeyi ruzgârlari, okyanus akintilari, deniz ve buz seviyelerini iqeren kesin parametre olqdmlerini de saglayan sistemlerle donatilmigtir.

Yuksek ayirma guglu gordntdleme yetenegi ile kara ve klyi bolgeleri uzerindeki hava durumu ve dolayisiyla yerydzunun tamaminin cografi ve yinelemeli gordntdlemesini saglayan global bir hizmete olanak vermesi, soz konusu gordntu ve diger sistem verilerinden topografik amaqli yararla- nabilme duqCncesini gundeme getirmektedir. Bu ddgdnceden hareketle dlkemizde fazla bilinmeyen ERS-1 uydusunu tanitmanin yaninda, sagladigi verilerden topografik uygulamalar aqisindan da yararlanabilme olanaklarini sergileme amaglanmigtir.

th ERS-1 satellite has been launched at 17

June, 1991 by European

Space Agency (ESA). During acQuisition of measurement values and imagery independently from sun lights and clouds, it uses advanced microwave teohnics and, it has systems providing imagery for not only ocean, ice and land in every meteorolojica conditions sea-level winds, ocean streams, sea and ice levels.
Imagery with high resolution of that satellite brings to mind using it in topographic purposes because of possibilities of providing earth geographic and repeatational imagery and weather conditions on land and shorelines. From that point of view, beside the introduction of that unknown satellite in Turkey, it has also purposed to examine it in topoghraphic applications.

1. 
   GIRI§
   

Avrupa Uzay Ajansi (ESA)'nin 13 dye dlkesi, Kanada ile birlikte yilinda, hizmet verdigi eqitli kurulug ve kullanicilari arasinda yapmiq oldugu ozenli bir araqtirma sonrasi, yakin gelecekte yer gozlemle- rine yonelih amaglarini ve stratejisini ortaya koyan bir program hazirla- mi:;tir. Soz konusu program, dort ana konu uterine oturtulmuqtur. Bunlar;

Kerel veya bolgeselden kuresele yeryuzd ve evresinin gozlenmesi, Yenilenir ve yenilenemez yerydzd kaynaklarinin yonetimi ve goruntu- lenmesi,

• 
  Yeryiizdnde faaliyet gosteren meteoroloji kuruluplarina surekli ve geliqen bir hizmet saglanmasi,
  
• 
  Yer kabugu ve iqiriin yapisi ve dinamiginin anlaqilmasina kathida bulunulmasi.
  

eklinde ozetlenebilir. Bu programdan yola qikilarak, bugdn izin qevre gozleme uydulari arasinda onemli bir yer tutan ilk Avrupa Uzaktan Algilama Uydusu (ERS-1) ile ilgili qaliqmalara baqlanmigtir /7/.
Yukarida sozu edilen qaliqmalacin bir aqamasi olarak ERS-1 uydusu,
17 Temmuz l99l'de Fransiz Guyana'sindaki Kourou Ussdnden Ariane 4 fdzesi ile firlatilmigtir. EPS-l, hulut ve gdneq rugi kogullarindan bagimsiz olgdm degerleri ve gdrdntd elde etmede, ileri mikrodalga tekniklerinden yararlanilmaktadir. Bu gibi teknikler ilk kez 1975 yilinda kisa omurld Seasat Uydusunda, daha sonralari Uzay Mekigi deneylerinde kullanilmiqtir. Qagdap uydu sistemleri ile hiyaslandiginda; okyanus, buzul ve karalara ait tum meteorolojik koqullarin goruntdlenmesinden baqka deniz durumu, deniz ydzeyi rdzgarlari, okyanus akintilari, deniz ve buz seviyelerini de iqeren kesin parametrelerin olqumdnde IRS-1'in benzersiz bir yere sahip oldugu gordlmektedir. Diger taraftan, mevcut uzay sistemlerinden daha duyarli deniz yUzey isisi da olgebilmektedir /3/.
Uydu yordngesinin dogasi ve algilayicilarinin tumd, oncelikle okyanus ve buzullarin gozlenmmesinin yanisira, yuksek ayirma gd ld gordntdleme yetenegi ile kara ve kiyi bolgeleri uzerindeki hava durumu ve dolayisiyla yeryuzundn tamaminin cojrafi ve yinelemeli gordntulenmesini saelayan global bir hizmete olanak vermektedir /B/.
ERS-1 program; firlatma, uydu izleme, veri toplama, veri iqleme, ar$ivleme ve veri dagitimi gibi qaligmalari ve bunlarin kontrolunu da iqeren yer istasyonu iglevlerini i ermehtedir. Yaklagik ug yi1 omurlu olacak qekilde tasarlanan uydunun gorevlerini 1594 yili igerisinde firlatilacak ERS-2 uydusu dstlenecektir /2/.
Ulkemizde bugdn izin fazla bilinmeyen ve dolayisiyla verileri aqisin- dan yaygin bir kullanma alani bulmayan ERS-1 uydusunu tanitmanin yaninda, sagladigi verilerden topografik uygulamalar aqisindan da yararlanabilme olanaklarlni sergileme amaglanmiqtir.

2. 
   ERS-1 SISTEBI
   

ERS-1 Sistemi, qevre sorunlarinin belirlenmesine ve gozdmune ink tutacak verileri saglama iplevini, agagidaki esaslar dahilinde yerine getirme gorevini dstlenmig bulunmaktadir.

• 
  Iklim modelleri iqinde okyanus-atmosfer iliqkilerinin anlaqilirligi- nin geligtirilmesi,
  

• 
  Okyanus dolaqimi ve enerji transferinin bilinen onemli ilerlemeleri,
  
• 
  Arkti6 ve Antartik buz tabakalarinin kutle dengesinin daha gergehci kestirimleri,
  
• 
  Dinamik kiyi hareketlerinin ve kirliligin daha iyi izlenmesi,
  
• 
  Toprak kullanim degiqimi ve ortdsdne ait araqtirma ve yonetimin geligtirilmesi.
  

Diger taraftan ERS-1 Sistemi; birkaq saat irerisinde gozlem yapma geregi duyulan ve boylece meteorolojik tahminlere anlamli katkilar yapmaya olanak taniyan, deniz durumu tahmini ve deniz ustdndeki buz tabakaiarinin dagilimi gdrCntulerini i eren verilere dayali bazi istekleri karqilamak izin de tasarlanmiqtir /4/.

1. 
   Uydu ve Yorñngesi
   

ERS-l Uydusu, kendisinden behlenen gorevleri yerine getirebilmek izin taqiyici boldmunde yer alan aktif ve pasif mikrodalga algilayicilari ve termal kizilotesi radyometresiriden olupan bir donanlm seti ile birli6- te, ortalama 785 km. ydksekligindehi kutupsal bir yorungeye yerlegtiril- mi:stir. Gdnep uyumlu eliptik yorunge, 98.5’ egim aqisi ile yerel guneq zamanina gore 10.30'da ekvatoru kesen bir yapidadir. Uydunun agirligi 2J00 kg, boyutlari ise l2m.X12m.X2,5m. olup, Avrupa'da qimdiye kadar yapimi gerqeklegtirilmip en bdydk ve en geliqmiq uydu sistemi olarak
go:ze arpmaPtadir (jekil-l).
Uydu; yorungesi Uzerindehi bir turunu 100 dakihada tamamlamakta, boylece gdnde 14.3 kez yer kuresl etrafinda donmektedic. Platformda;Hizmet Moddld, Sevk ModulU, Guneg Enerji Sistemi ve Tagiyici gibi ana pargalar yer almaktadir. Platform yapisi, Fransiz SPOT uydu serileri izin geliqti- rilen mevcut tasarimi esas almigtir /5/.

2. 
   Algilayic* Sistemler
   

ERS-1 uydusu, temelde aktif mikrodalga algilayicilarinin oluqturdugu ekirdek donanimin yaninda eklenmiq veya tamamlayici nitelikteki bazi donanimlarla birlikte algilayici sistemler butUnund iqermePtedir. Soz konusu sistemlere iliqkin Visa aqiPl malar agagida verilmiptir /5/.

1. 
   Aktif Mikrodalga Aleti
   

Yapay Aqiklikli Radar (SAR; Syntethic Aparture Radar) ve Ruzgâr Scatterometresinin iglevlerinin birleqtirildigi hir sistemdir. Ol um ijlemlerini uq ayri galiqma modunda gerqeklegtirmekte olup bunlar;goruntd modu, dalga modu ve ruzgâr modudur.
Coruntd modunda SAR; okyanusiai’, kutup bolgeleri, |

Ruzgor ScotteroYoter

Anteni
Radar Altimetre
Sor Anteni
* AFSR Mikrodolgo Aleft
ATSR Kizilotesi Rodyometre
Laser Yonsiticior

$eki1-1: ERS-1 Uydusunun genel gordnumd

ydrdngede en fazla 12 dakihalzk (ortalama 10 dat.) surede elde edilir. Veri oraninln gok yuksek olmasi nedeniyle bunlarin platform dzerinde depolanamamasi sonucu, oadece uygun donanimli yer istasyonlarinin alim bolgeleri iginde elde edilebilmektedirler ($ekil-2).
Dalga modundaki SAR, okyanus dalgalarinin uzunluk ve yondnd belirlemek izin 20Ohm. veya 300Pm. arasinda isteje bagli olarak degigen ddzenli araliklarla kuguk gorJntCler (5kmX5kr. uretir. Konumsal ayirma gñcJ goruntu modu ile aynidir (Qekil-3).
RJzgâr Scatterometresinin amaci ise, deniz yuzeyindeki rdzgar hlzi ve yonune ait bilgi elde etmektir. Ydzeye yakln rdzgarin olugturdugu kupuk dalgalanmalarin etkisi (pertdrbasyonu) sonucu, ydzeydeki radar yansimalarina ait degiqimlerin kayit edilmesi esasina gore galigir.

Qekil-2: SAR GorCntJ Modu Geometrisi

§ekil-3: SAR Dalga Modu Geometrisi

Yorunge boyunca 500 Lr. genigligindeki bir alana ait yaklapik 45 km. lik Ponumsal ayirma gucundeki olqum verileri, platformdaki d anten yardimiyla elde edilmektedir ($eki1-4).
Ruzgâr ve goruntuleme modunda SAR'i ayni anda qaligtirmak olanaksiz- dir. Dalga ve rdzgâr olqumdndc ise surehli galijtirilabilir.

)eki1-4: Ruzgâr Scatterometresi Geometrisi

2. 
   Radar Altimetwe
   

Radar Altimetre, deniz ve buz yCzeylerinden yansimalari olqmuk amaciyla tasarlanmiq bir nadir-bakiqli aktif mikrodalga algilayicisidir. Ukyanus veya buz qaliqma modundan birine ayarlanmig sistem, onemli dalga yukseklikleri; yUzey ruzgâr hizi; okyanus akintisi, yuzey Jeoidi ve gel-git olaylarina bagli deniz yuzey yuhsekligi ve deniz buzu ya da buz tabakalari uzerindeki gegitli parametrelere ait bilgiler saglar.
Okyanus dalga yuksekliklerinin global olqdmleri, denizciler ve okyanuslarin dinamik hareketlerini anlama istegindeki bilim adamlari izin son derece bnemli olup sistem 82 Kuzey ve Guney enlemleri arasinda kalan bolgelerde olqur saglayacak ve ozellikle gCney okyanuslarinda ana dalga oluqum bolgelerini kapsayacak bir gozlem alanina sahip bulunoak- tadlr.
Yerel ortalama deniz ydzeyinden itibaren uydu ydksekliginin olduh a iyi bir hassasiyetle olqdlmesi (lO0 km.'de l cm.'ye eq deger), anlamli ef:onomih yarari beraberinde getirmesinin yaninda, Jeoid belirleme ve bYeryuzu ikliminin onemli degi iklik gosterdigi anlarda, hayati dUzeyde uyari niteligi ta iyan buz tabakalari topografyasindahi degiqimle- rin gozlenmesi ve bunlar iizerinde yapilan olqumler, Radar Altimetresinin sagladigi olanaklardan bir digeri olarak goze qarpmaktadir /1/.

3. 
   Boyuna Izleme Tarama Radyometresi
   

Deniz yuzeyi isisi, bulut ustd isisi, bulut ortusu ve atmosferi6 set buhari iqerigini olqmek amaciyla, bir mikrodalga aleti (MWS) ve bir kizil otesi radyometresi (IRR) birlegiminden olu an sistemdir.
% 80 bulut ortdsd ile kapli 50 km. X 50 km.'lik bir alan uzerinde deniz yUzeyi isasinin mutlah kestirim duyarligi 0.5 k dir. SOO km. geniqligin- deki bir alanda tarama yapan sistem 1 km. ayirma gucune sahip yuzey isisi goruntulemesi yapmakta olup goreceli duyarligi 0.1 K dir.

4. 
   Hassas Mesafe ve Mesafe-Oranlama Sistemi
   

Yer-bazli iletiqim (transponder) istasyonlari kullanarak ydksek hassasiyetli ve karqilikli mesafe (ranging) ve mesafe-oranlama olqdmleri elde etmek uzere tasarlanmiq, her turlu hava kogulunda pair an bir mikrodalga sistemidir. Bu olquler, yordnga tayini ve jeodezik uygulamalar ic;in dugunulmuqtJr. Ancak hizmete girdigi ilk gdnlerde geqirdigi onemli bir radyasyon hasari nedeniyle dcvre diri kalmiqtir.

5. 
   Lâzer Geri Yansiticilar
   

Yer-bazli lâzer mesafe olqdm istasyonlari tarafindan bir hedef gibi kullanilarak uydu konumu ve yordngesinin belirlenmesine olanak s

6. 
   Global Ozon Kontrol Aleti
   

1994 yilinda firlatilmasi beRlenen EhS-2 dzerinde yer alacaR bu sistem, atmosfer veya yeryuzunden yansiyan veya saqilan guneq enerjisi- n4 gozleyecek nadir bahigli bir spmktrometredir. Sistem, yeryuzunun gUneq goren bolumdnden gelen rugi toplayacak ve spektral bileqenlerine ayiraca6tir. Kayit edilen bu spektral degerler troposfer ve stratosferdeki o::on, nitrojen dioksit, su buhari, oksijen vr brom okoit igerigi belirle- mede kullanilacaPtir.

3. 
   Yer Istasyonlari ve Veri Dagitim Hizmetleri
   

ERS-1 yer boldmu; algilayici ve diger sistem verilerinin alinmasi, argivlenmesi ve iplenmesi ile uydunun hontrolu ve qaliqmasi izin gerekli kolaylihlar ve urunlere ait kullanici isteklerini.kargi1ayacak hizmetleri igermehte olup, agagidaki birimlerden olugmaktadir /6/.

1.