GNSS Nedir?

GNSS, yani Küresel Uydu Seyrüsefer Sistemi; GPS, GLONASS, Galileo ve BeiDou gibi uydu takımyıldızlarının tamamını kapsayan genel bir terimdir. GNSS alıcıları, uydulardan gelen sinyallerin varış sürelerini ölçerek üç boyutlu konum ve zaman bilgisini hesaplar. Günümüzde insansız hava araçları başta olmak üzere birçok platform, konumunu belirlemek, rotasını planlamak ve görevini güvenli şekilde icra edebilmek için büyük ölçüde GNSS verisine ihtiyaç duyar.

GNSS sistemlerinin en büyük zafiyeti, uydu sinyallerinin yeryüzüne ulaştığında oldukça zayıf olmasıdır. Yaklaşık 20.000 kilometre uzaklıktaki uydulardan gelen bu sinyaller, EH ortamlarında karıştırılabilir veya sahte sinyallerle yanıltılabilir.

Bu durum üç temel tehdidi beraberinde getirir:

• Karıştırma (jamming): GNSS frekans bandında güçlü gürültü yayını yapılarak alıcının gerçek uydu sinyalini ayırt etmesi engellenir.
• Yanıltma (spoofing): Sahte uydu sinyalleri üretilerek alıcıya yanlış konum ve zaman bilgisi kabul ettirilir; platform farkında olmadan rotasından saptırılabilir.
• Köreltme: Alıcının sinyal işleme kabiliyeti hedef alınarak konum çözümü üretmesi zorlaştırılır veya tamamen engellenir.

Harekât sahasında GPS ve RF erişiminin kesildiği ya da karıştırıldığı durumlarda, konum, hız ve yönelim bilgisini güvenilir biçimde üretemeyen bir platform için görev iptali, rota kaybı veya platform kaybı riski ortaya çıkar.

GNSS’ten Bağımsız Navigasyon Hangi Yöntemlerle Sağlanır?

GNSS’ten bağımsız navigasyon; ataletsel navigasyon, görüntü tabanlı navigasyon, flow tabanlı hareket kestirimi ve sensör füzyonu gibi yöntemlerin birlikte kullanılmasıyla sağlanır. Bu yöntemler, platformun yalnızca uydu sinyaline bağımlı kalmadan konumunu ve hareketini kestirmesine imkân tanır.

Ataletsel Navigasyon Sistemi ve Konum Kestirimi (Dead Reckoning)

Ataletsel navigasyon sisteminin merkezinde ataletsel ölçüm birimi bulunur. İvmeölçerler doğrusal ivmeyi, jiroskoplar ise açısal hızı ölçer. Navigasyon bilgisayarı bu ölçümleri kullanarak platformun hızını, konumunu ve yönelimini bilinen bir başlangıç noktasına göre sürekli hesaplar. Bu yaklaşıma konum kestirimi denir.

Ataletsel navigasyonun en önemli avantajı, dış sinyale ihtiyaç duymamasıdır. Bu nedenle karıştırma veya yanıltma tehdidinden doğrudan etkilenmez. Ancak sensör ölçümlerindeki küçük hatalar zaman içinde birikebilir. Bu yüzden ataletsel sistemler genellikle görüntü tabanlı yöntemler ve diğer sensör kaynaklarıyla desteklenir.

Görüntü Tabanlı Navigasyon ve Flow Yöntemi

Görüntü tabanlı navigasyonda platform, kamera görüntülerini analiz ederek çevredeki görsel referanslara göre konumunu, yönelimini ve hareketini kestirir. Bu yaklaşım, farklı kullanım senaryolarına göre harita destekli veya haritasız şekilde uygulanabilir.

Harita destekli kullanımda, platformun kamerasından alınan görüntüler önceden yüklenmiş referans haritalar veya ortofoto verileriyle karşılaştırılabilir. Bu yöntem, uygun ve güncel harita verisinin mevcut olduğu durumlarda mutlak konum kestirimini destekleyen değerli bir referans sağlar.

Bununla birlikte GNSS bağımsız seyrüsefer kabiliyeti yalnızca ortofoto haritasına bağlı değildir. Harita verisinin bulunmadığı veya güncel olmadığı sahalarda da platform, görüntü akışı üzerinden hareketini takip ederek görev icrasını sürdürebilir. Flow tabanlı yöntemler, ardışık kamera görüntüleri arasındaki değişimi analiz ederek platformun yer değiştirmesini, yönelimini ve göreli hareketini kestirmeye yardımcı olur. Böylece sistem, GNSS sinyali olmadan ve önceden hazırlanmış ortofoto haritasına ihtiyaç duymadan da rotasını koruyabilir.

Bu yaklaşım özellikle taktik sahada önemlidir. Çünkü her görev bölgesi için yüksek çözünürlüklü, güncel ve kullanılabilir ortofoto verisine erişim mümkün olmayabilir. Bu nedenle haritasız görev icrasını destekleyen flow tabanlı yöntemler, GNSS Bağımsız Navigasyon ortamlarda operasyonel esnekliği artırır.

Sensör Füzyonu Nedir?

Sensör füzyonu, ataletsel ölçümlerden, kamera görüntülerinden, flow tabanlı hareket kestiriminden ve varsa harita destekli konum verilerinden gelen bilgilerin tek bir seyrüsefer çözümünde birleştirilmesidir.

Ataletsel sistem kesintisiz ve yüksek frekanslı veri sağlar. Görüntü tabanlı yöntemler çevresel referans üretir. Flow tabanlı hareket kestirimi, platformun ardışık görüntüler üzerinden göreli hareketini takip eder. Harita destekli kullanım ise uygun veri mevcut olduğunda mutlak konum kestirimine katkı sağlayabilir.

Bu kaynakların birlikte değerlendirilmesiyle platform, GNSS sinyaline ihtiyaç duymadan daha güvenilir bir konum, hız ve yönelim bilgisi üretebilir. GNSS'ten bağımsız navigasyon, tek bir teknolojiye değil, birbirini tamamlayan farklı yöntemlerin birlikte kullanılmasına dayanır. Her yöntemin kendine özgü avantajları ve sınırlılıkları bulunur. Bu nedenle modern hava araçlarında, güvenilir ve kesintisiz navigasyon sağlamak amacıyla birden fazla yaklaşım birlikte kullanılır. Aşağıdaki tabloda bu temel navigasyon yöntemleri özetlenmiştir.

GNSS'ten Bağımsız Navigasyon Hangi Operasyonel Ortamlarda Kritik Önem Taşır?

GNSS’ten bağımsız seyrüsefer; EH tehdidinin yoğun olduğu harekât sahalarında keşif, gözetleme, hedef tespiti ve taarruz görevlerinin kesintisiz sürdürülebilmesi için kritik önem taşır. Uydu sinyalinin fiziksel olarak zayıfladığı bölgeler, kapalı vadiler, yoğun yapılaşma alanları ve sinyalin kasıtlı olarak bastırıldığı sahalar bu kabiliyetin öne çıktığı ortamlardır.

Taktik seviyede görev yapan mini İHA’lar bu tabloda özel bir yere sahiptir. Cephe hattına yakın görev yaptıkları için EH etkisine doğrudan maruz kalırlar. Aynı zamanda sahadaki birliklerin anlık durum farkındalığı için kritik veri üretirler. GNSS kesintisi nedeniyle görevini sürdüremeyen bir platform, karar vericileri en kritik anda sahadan gelecek bilgiden mahrum bırakabilir.

Bu nedenle GNSS bağımsızlığı; yalnızca bir navigasyon özelliği değil, görev güvenilirliği, platform dayanıklılığı ve operasyonel süreklilik açısından stratejik bir kabiliyettir.

KERKES’in Platformlara Yansıması

KERKES teknolojisi, STM’nin milli gözcü İHA sistemi TOGAN’a entegre edilerek sahada somut bir kabiliyete dönüştürülmüştür. KERKES entegreli TOGAN, GNSS sinyalinin olmadığı veya güvenilirliğini kaybettiği ortamlarda keşif, gözetleme ve hedef tespiti görevlerine devam edebilecek şekilde geliştirilmiştir.

Tek personel tarafından taşınıp kullanılabilen TOGAN, taktik sahada hızlı konuşlanma ve görev icrası avantajı sunarken; KERKES entegrasyonu sayesinde EH kaynaklı GNSS kesintilerine karşı daha dayanıklı bir yapı kazanır. Bu kabiliyet, özellikle ileri hatlarda görev yapan birliklerin kesintisiz durumsal farkındalık ihtiyacına katkı sağlar. STM, KERKES entegreli çok sayıda TOGAN’ın Türk Güvenlik Güçlerine teslim edildiğini duyurmuştur.

KERKES'in kullanım alanı yalnızca TOGAN ile sınırlı değildir. STM, GNSS'ten bağımsız navigasyon kabiliyetini farklı otonom platformlara ve görev konseptlerine taşımaya yönelik çalışmalarını sürdürmektedir. Bu kapsamda KARGU'ya yönelik entegrasyon faaliyetleri ve GNSS'ten bağımsız görev yapabilen Kamikaze Sürü İHA konseptleri, KERKES'in tek bir platform için geliştirilen bir çözüm olmanın ötesinde, daha geniş bir otonom sistem mimarisinin önemli bir bileşeni olarak konumlandırıldığını göstermektedir.Bu yönüyle KERKES; yalnızca bir gözcü İHA seyrüsefer çözümü değil, STM’nin otonom sistemler, sürü kabiliyeti ve EH ortamında görev sürekliliği vizyonunu destekleyen stratejik bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır.

Teknolojinin Yönü: Platformdan Otonom Görev Sistemine

Geleceğin muharebe sahasında otonom platformların yalnızca uçabilmesi değil, haberleşme ve konumlama desteğinin kısıtlandığı ortamlarda da görevini sürdürebilmesi beklenmektedir. Bu nedenle GNSS bağımsız seyrüsefer kabiliyeti, otonom sistemlerin gerçek harekât koşullarındaki etkinliği açısından belirleyici hale gelmektedir.

STM’nin bu alandaki yaklaşımı, tek bir platforma çözüm geliştirmekten daha geniştir. KERKES ile kazanılan GNSS bağımsız seyrüsefer kabiliyeti; TOGAN gibi gözcü İHA sistemlerinden KARGU gibi vurucu İHA platformlarına ve sürü/kamikaze konseptlerine uzanan daha geniş bir otonom sistem mimarisini desteklemektedir.

Bu yaklaşım; yapay zekâ, bilgisayarlı görü, sensör füzyonu ve otonom karar destek teknolojilerinin bir araya getirilmesiyle, iletişimin ve uydu konumlama desteğinin kısıtlandığı sahalarda görevine devam edebilen platformların geliştirilmesini hedeflemektedir.