Eşzamanlı (Yerdurağan) Yörünge (GEO) (Geostationary Earth Orbit)

Dünya civarında dönen 35.786 km irtifaya sahip yaklaşık dairesel yörüngelerdir. Hızları yavaştır ve yer istasyonundan uyduya
erişim süresi yaklaşık 250 ms’dir. Genellikle haberleşme uyduları ve meteoroloji uyduları bu yörüngede kullanılır.
Şekil 1-6 Eşzamanlı (Yerdurağan) yörünge
1.3.4 Yüksek Dünya Yörüngesi (HEO) (High Earth Orbit)
Dünya merkezli, irtifa olarak yer eşzamanlı yörüngenin (35,786 km) üzerinde yer alan yörüngedir. Bazı meteoroloji uyduları ve
bilimsel uydular bu yörüngede kullanılır.
Şekil 1-7 Yüksek dünya yörüngesi
1.4 Kullanım Amaçlarına Göre Uydular
Uydular birçok alanda kullanılmaktadır. Bu kullanım alanına bağlı olarak ağırlıkları, boyutları, fırlatıldıkları yörüngeleri ve
içerdikleri bileşenlerinin hepsi değişiklik gösterebilmektedir.Yapay uyduların amaçlarından bazıları şunlardır:
1.4.1 Yer Gözlem Uyduları
Genellikle alçak irtifa yörüngesinde bulunmaktadırlar. Yer gözlem uydular askeri, ormancılık, tarım, haritacılık, afet izleme, şehircilik ve
planlama gibi çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır.
1.4.2 Meteoroloji Uyduları
Bu uydular dünyadaki meteorolojik olayları gözlemleyerek hava tahminlerinde kullanılmaktadırlar. Kesin ve güvenilir bir şekilde
hava koşullarının öğrenilebilmesi için meteoroloji uydu sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Yeryüzüne göre sabit konumlu
yörüngelerdeki jeosenkron uydular ve yakın kutupsal yörüngeli uydular üzere ikiye ayrılmaktadır. Kutupsal yörüngeli uyduların
yüksekliğinin (650 km-1500 km) geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık, sabit uydular ekvator düzlemindeki jeosenkron
yörüngeye yerleştirilmiştir. Bölgesel meteoroloji verileri daha kesin elde edilebilmesi için çoğunlukla yakın kutupsal yörüngeler, bu
amaçla kullanılmaktadır.
1.4.3 Bilimsel Uydular
Bilimsel çalışmalar için kullanılan bu uydular amaçlarına göre değişik parabolik yörüngeye, ağırlığa ve donanıma sahip
olmaktadırlar. Amaçlarına göre; astronomi uyduları, jeodezi uyduları, iyonosfer gözlem uyduları, atmosfer gözlem uyduları,
manyetosfer gözlem uyduları, meteor gözlem uyduları, güneş sistemi gözlem uyduları gibi sınıfları mevcuttur. Dünya yapısının
incelenmesi, Mars ve diğer gezegenlerin incelenmesi vb. gibi birçok bilimsel uydu mevcuttur.
1.4.4 GPS (Global Positioning System) Uyduları
Dünya yüzeyindeki konumunuzu belirlemek için kullanılmaktadırlar. Radyo sinyalleri yardımıyla mobil cihazların yerlerinin tespiti için
kullanılan uydulardır. Uydu konumu belirlerken gelen sinyali kesiştirip hesaplayarak cihaza gönderir. Dünya üzerindeki bir GPS
alıcısının her zaman iki boyutlu belirleme için en az 3, üç boyutlu belirleme için en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde
yerleştirilmiştir.
1.4.5 Haberleşme Uyduları
Radyo, televizyon yayınlarının daha geniş alanlardan izlenebilmesi, telefon, internet gibi iletişim araçlarının kullanılabilmesi için
uzaya gönderilen uydulardır. Global haberleşme amaçlı uydular, yere göre sabit noktada bulunmaları ve döngüsünü 24 saatte
(23.94 saat) yapmaları zorunluluğu nedeniyle, yaklaşık 35,784 km’deki yere eş zamanlı (jeosenkron) yörüngeye
yerleştirilmektedirler. Çoğu yapay uydu Dünya ile aynı açısal hıza sahiptir ve yere göre sabit durmaları sağlanmaktadır.
1.5 Kütlelerine Göre Uydular
Yapay uydular kütlelerine göre sınıflandırılmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle uydu kütleleri femto birimine kadar düşmüştür.
Çizelge 1-2 Kütlelerine göre uyduların sınıflandırılması
Uydu Boyutu Kütlesi (Kg)
Büyük Uydular M > 1000
Orta Uydular 500 < M < 1000
Mini Uydular 100 < M < 500
Mikro Uydular 10 < M <100
Nano Uydular 1 < M < 10
Piko Uydular 0,1 < M < 1
Femto Uydular M < 0,1
1.6 Yapay Uydularda Uzaktan Algılama
Uzaktan algılama işlemi iki temel aşamadan oluşur. Bunlar veri elde etme ve veri işleme aşamalarıdır. Veri elde edilmesi
aşamasında enerji kaynağı, atmosfer ve hedef ile etkileşim, enerjinin algılayıcı tarafından kayıt edilmesi, verinin iletimi ve
alınması söz konusudur. Verinin işlenmesi aşamasında yorumlama, analiz ve uygulama yapılır. Yeryüzünden belirli uzaklıkta,
atmosferde veya uzayda hareket eden platformlara yerleştirilmiş ölçüm aletleri aracılıyla, objelerle fiziksel temasa geçilmeden,
yeryüzünün doğal ve yapay objeleri hakkında bilgi alma ve bunları değerlendirme tekniğidir, bir başka ifade ile objelerle fiziksel
temasta bulunmadan herhangi bir uzaklıktan yapılan ölçümlerle objeler hakkında bilgi edinme bilim ve sanatı olarak ifade edilir.
Tüm uyduların uzaktan algılama sistemleri cisimler tarafından yansıtılan ve cisimlerin vücut sıcaklığına bağlı olarak yaydıkları
elektromagnetik radyasyonun, uzaya yerleştirilen platformlar (uydu) üzerinde bulunan radyometreler tarafından ölçülmesi (pasif
algılama) ve radar (aktif algılama) sistemlerine dayanır.[15]
1.6.1 Aktif Algılayıcı Uydu Sistemleri
Aktif sistemler kendi enerjilerini üretirler ve yansıttıkları enerjinin geriye dönüşünü toplayarak görüntü elde ederler. Aktif
sistemlerle algılamanın en büyük üstünlüğü, alımların hava koşullarına, gündüz ve geceye bağlı olmaksızın
gerçekleştirilebilmesidir. ERS-1 gibi uydular aktif algılama yöntemlerini kullanmaktadır.
1.6.2 Pasif Algılayıcı Uydu Sistemleri
Pasif sistemler yeryüzünün doğal yayılım enerjisi veya güneş enerjisinin yansıtımını algılayan optik, ısıl ve mikrodalga algılayıcılardır.
Bu algılayıcılar yalnızca güneş varlığında algılama yaparlar, hava bulutlu ise algılama yapamazlar. Meterolojik amaçlı uydular
(METEOSAT, GOES, GMS, NOAA vs.) pasif algılama yöntemlerini kullanır.
1.7 Yapay Uydularda Çözünürlük
Çözünürlük, uyduda kullanılan algılayıcı sistemin iki cismi birbirinden ayırt edebilme yeteneğidir. Çözünürlük değeri yapay uydular
için çok önemlidir. Çözünürlük değerinin yüksek olması yapılan gözlemin kalitesini arttırır.[16]
1.7.1 Mekânsal Çözünürlük (Geometrik, Konumsal)
Yeryüzündeki komşu objeleri ayırt etme yeteneği olan çözünürlüktür. Konumsal çözünürlülük, sensörün tasarımına ve yüzeyden
yüksekliğine ilişkin bir fonksiyondur ve görüntünün mekansal detay derecesini gösterir. Konumsal çözünürlük uzunluk ölçüsü
birimleri ile ifade edilir. Konumsal çözünürlüğün küçülmesi nesnelerin daha ayrıntılı olarak görünmesini sağlar. Konumsal
çözünürlük, görüntüyü oluşturan piksellerin boyutlarıdır.
1.7.2 Spektral Çözünürlük (Tayfsal)
Spektral çözünürlük, algılayıcının duyarlı olduğu dalga boyu aralıkları ile ilgilidir. Spektral çözünürlüğün iyi olması bir kanal yada
bandın algıladığı dalga boyu aralığının küçük olduğunu gösterir. Kuramsal olarak, spektrum ne kadar çok ve küçük parçaya
ayrılırsa, spektral ayırma gücü o kadar artar.
1.7.3 Radyometrik Çözünürlük
Elektromanyetik enerji miktarında sahip olunan hassasiyet radyometrik çözünürlüğü göstermektedir. Bir görüntüleme sisteminin
radyometrik çözünürlüğü, enerji farklılıklarını ayırt edebilme yeteneğini gösterir. Buradaki enerji farklılıkları, ayırt edilmesi mümkün
olan gri tonu sayısına denk gelir. Radyometrik çözünürlük, bilgisayar ortamında ve ikili sayı sistemi veya bit cinsinden tanımlanır.
8 bitten oluşan ve bir bayt adı verilen radyometrik çözünürlük gösterimi, 0 ile 255 arasında değişen 28= 256 farklı parlaklık
düzeyinin sayısal ortamda yer almasını sağlamaktadır. Radyometrik çözünürlüğün artması o oranda görüntü yorumlamasını
kolaylaştırmaktadır.
1.7.4 Zamansal Çözünürlük
Zamansal çözünürlük bir uzaktan algılama sisteminin aynı bölgeyi görüntüleme sıklığı ile ilgilidir. Uydunun aynı arazi parçasını üst
üste iki defa algılama yapması arasında geçen süredir. Bir bölgedeki spektral karakteristikler zamanla değişebilir ve çok-zamanlı
görüntü setleri kullanılarak değişim analizi yapılabilir.