Etkin keşif gözetleme sistemi için kablo güdümlü balonlar ve İHA sistemlerine yönelik yer seçimi ve rotalama model önerileri

Abstract

Son yıllarda, Mili Güvenlik Kurulu tarafından keşif ve gözetleme faaliyetlerinde Kablo Güdümlü Balonlar (KGB) ve İHA sistemlerinin kullanımına yönelik kararlar alındığı bilinmektedir. Bu sistemlerin kullanımı öncesinde önemli bir planlama sürecine ihtiyaç vardır. Tez çalışmasında; etkin keşif ve gözetleme sürecinin teşkil edilmesi için KGB'lerin konuş yerlerini ve İHA sistemlerinin rota planını belirlemeye yönelik çeşitli modeller geliştirilmiştir. Keşif gözetleme görevinin KGB'ler ile sağlanması durumu için geliştirilen modellerde; sensör görüş yetenekleri ve arazi özellikleri dikkate alınarak, minimum maliyet ile maksimum alan kaplamasını sağlamak üzere `Küme Kaplama`, `Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri` ve `Amaç Programlama` yaklaşımları kullanılmıştır. İHA sistemlerinin kullanım durumu için ise; mimimum rota uzunluğu ile tüm konumların gözleminin sağlanması hedeflenmiş, bu amaçla; `Klasik İHA Rotalama Modeli`, sensör görüş yeteneklerinin rota sürecine dâhil edilmesini sağlayan `Birleşik Sensör Seçimi ve İHA Rotalama Modeli` ve iki aşamalı sezgisel bir algoritma olan `Sensör Kaplama ve Demon Algortiması` sırasıyla kullanılmıştır. Son olarak, KGB sistemlerinin etkin olmaması durumunda İHA sistemleri ile desteklenmesini amaçlayan `Hibrit Keşif ve Gözetleme Modeli` önerilmiştir. Geliştirilen modeller Türkiye güney sınır hattı için oluşturulan bir senaryoda test edilmiştir. Test sonuçları; Güneydoğu sınır hattının coğrafi yapısı nedeniyle KGB kullanımına elverişli olmadığını ve bu bölgenin İHA'lar ile havadan keşfi yapılarak desteklenmesi gerektiğini göstermektedir.

In recent years, it is known that the The National Security Council has made decisions regarding the use of Tethered Aerostats (TAs) and UAVs for the reconncaissance and surveillance activities. Prior to the use of these systems, an important planning process is needed. In this thesis, various models have been developed to determine the locations of TAs and the flight routes of UAVs in order to establish an effective surveillance and reconnaissance process. In the models developed for the case of using TAs; `Set Covering`, `Multi-Criteria Decision Making` and `Goal Programming` approaches have been used in order to provide the maximum coverage with minimum cost considering the sensor vision capabilities and the terrain features. For the use of UAVs, it is aimed to monitor entire locations with a minimum flight route lenght; for this purpose `Capacitated UAV Route Model`, `Integrated Sensor Selection and UAV Route Model` which incorporates sensor vision capabilities into the routing process and `Sensor Covering and Demon Algorithm` which is a two-step heuristic approach have been implemented respectively. Finally, a `Hybrid Reconnaissance and Surveillance System` is purposed, which aims to support TAs in case of ineffectiveness. The purposed models are tested in a scenario developed for Turkey's south borderline. The test results show that the geographical structure of the Southeast border line of Turkey is not suitable for the use of TAs, and this zone should be supported by aerial exploration.