Uydu Sistemleri, Casus Uydular

Casus Uyduları

Casus uyduları da fotoğraf ve elektronik uyduları,okyanus gözlem uyduları,erken uyarı uyduları olarak sınıflandırılabilir

Fotoğraf Uyduları
Fotoğraf uyduları askeri hedefleri tanımakta,saptamakta ve konumlandırmada kullanılmaktadır Bu uydularda olağandan çok daha net çekim yapan televizyon kameraları,elektromagnetik dalga spektrumunun birçok bandından etkilenen tarayıcılar ve mikrodalga radarı bulunmaktadır Fotoğraf uyduları 200-600 km yükseklikteki alçak yörüngelere yerleştirilmektedir Bu yörüngelerin diğer bir özelliği de kutupsal olmalarıdır Böylece yerküre altlarına döndükçe bu uydular dünyanın her yerini görüntüleyebilme olanağına sahiptir 200 km uzaklıktan fotoğraf çekilebilmesi için kullanılacak bir mercek sistemi çok büyük odak uzaklığına sahip olmalıdır Fotoğraf uydularında bu güçlük optik katlama sağlayan ayna düzeni ile giderilmektedir Genellikle bu uydulara,belli bir süre sonra dolan filmler konulmaktadır Bu uydudaki cihazlar 15-30 cm büyüklüğündeki cisimleri seçebilecek duyarlılıktadır

Elektronik Uydular
Bu uydular karşı tarafın askeri hareketlerini elektromagnetik dalgalar ile izlemekte kullanılmaktadır Hem alçak yörüngelerde,hem de jeosenkron yörüngelerdeki uydular radyo ve radar iletişimi ile izleyebilmektedir Kızıl ötesi algılayıcı radarlar,sentetik algılaşım radarı ve yüksek nitelikteki televizyon görüntüleme uyduları ile birleştirilince,bu uydular önemli ve ayrıntılı bilgi sağlayabilmektedir Amerika Birleşik Devletleri,fotoğraf uyduları ile elektronik uyduları birleştirmiştir

Okyanus Gözlem Uyduları
Okyanus gözlem uyduları gemilerin izlenmesinde ve deniz koşullarının saptanmasında kullanılmaktadır İkinci kullanış biçimi hem hava durumu hakkında tahmin yürütmeye,hem de kızıl ötesi algılayıcılarla nükleer deniz altıların sıcak su egzozlarını izlemeye elverişlidir
Okyanus gözlem uyduları okyanusta yer alan olaylar ile bölgede denizaltının bulunup bulunmadığını kontrol etmekte,aynı zamanda belirli yerlere füze atmakla görevli denizaltıların kontrolü için de kullanılmaktadır

Erken Uyarı Uyduları
Erken uyarı uyduları karşı tarafın nükleer saldırıya geçip geçmediğini belirlemekte kullanılmaktadır Uydular uluslararası balistik füzeler daha fırlatılırken arkalarındaki alev sütununu kızılötesi algılayıcılar ile saptamakta ve 30 dakikalık bir erken uyarı sağlayabilmektedir Bu uydular 7 bin ile 36 bin km yükseklikteki yörüngelere yerleştirilir Nükleer patlamaları saptayan ve 110 bin km yükseklikteki uydular da bunlara dahil edilmektedir

Haber Alma Uyduları Haber alma uyduları genellikle yeryüzünden 36-40 bin km uzaklıkta yerleştirilmektedir Bu sebeble iletişim bağlantısı günde 24 saat kesintisiz olarak sürdürülebilmektedir

Konumlandırma Uyduları
Konumlandırma uyduları hem dost, hem de düşman kuvvetlerinin yerlerinin saptanmasında kullanılmaktadır Bu sistem sayesinde hem düşman ve hem de kendi füze rampalarını yeri ve konumu saptanabilmektedir Hedefi vuracak bir atış için, bu iki tür bilginin de bilinmesi gerekmektedir Amerika Birleşik Devletleri gerek atışta, gerekse hedefin konumlarını vuruşta yalnızca 5 m sapma sağlayan Navstar konumlandırma sistemini geliştirmiştir Navstar yerküre konumlandırma sistemi 6 ayrı yörüngede 18 uydudan oluşmuştur 20 bin km yükseklikte yarı senkron yörüngedeki bu uydular her 24 saat yerkürenin çevresinde 2 kez dolanmaktadır Her uydu kendi konumu ve zamanı kullanıcıya bildirmektedir4 adet uydudan gelen konum bilgileri ile bu uyduların () kullanıcıya göre hareketlerinden doğan Doppler kaymaları bilgisayar da hareket denklemleri haline getirilerek anında bulunmaktadır Böylece konum,hız ve zaman saptanmaktadır Savaş alanında füzelerin daha isabetli olabilmesi için uydu kontrollü füze atışları ile hedefler tam olarak vurulabilmektedir

Füzenin rampasından ayrıldığı an,uydu ile bağlantı kurularak füzenin hedefe doğru gidişi izlenebilmektedir Füzede bir şaşma olduğunda,bunu anında düzeltmek için,füzeye uydudan yeni komutlar yollanabilmektedir Bu komutlar sayesinde füze uçuşunu en mükemmel vuruş yapabilecek biçimde değiştirebilmektedir

Meteoroloji ve Jeodezi Uyduları
Meteoroloji uyduları bir füzenin rotasındaki hava durumunu bildirmekte ve füzenin doğru olarak yönlendirilmesini sağlamaktadır Jeodezi uyduları ise aynı amaçla yer kürenin biçimi ve yer çekimi alanının bölgesel değişimi hakkında bilgi vermektedir Amerika Birleşik Devletlerinin Geosat uydusu Triden denizaltıdan fırlatılan füzelerin vuruş yüzdesinin %10 artmasını sağlamayabilmektedir

Uydu Haberleşme Sistemleri
Önceden okyanus aşırı gibi uzak mesafe haberleşmesi,elektromagnetik dalgaların iyonesferden yansımasından yararlanılarak yapılıyordu Ancak aradaki mesafenin çok büyük olmasından alıcıya ulaşan dalgalar atmosforik olaylardan etkileniyordu Başka bir haberleşme türü ise denizaltı kablosu idi Bu denizaltı kablosu oldukça güvenilir bir haberleşme sağladığına karşın,haberleşme band genişliğinin az olması nedeniyle ihtiyacı karşılamıyordu Oysa yeryüzünden belirli bir yükseklikte bir tekrarlayıcı istasyon,aktarıcı kullanılırsa dünyanın yarısına yakın bir bölümüyle haberleşme sağlanabilir Dünyanın her tarafını görebilmek için en az 3 uydu yörüngesinin yeryüzü ile eş zamanlı (jeosenkron) olması gerekir Yani yeryüzündeki bir gözlemciye göre uydu daima aynı yerdedir Uydu dünyanın ekvator dairesi üzerinde yaklaşık 36000 km uzaklıktadır

Şekil 26 da görüldüğü gibi yeryüzeyinin etrafına 120’şer derece aralıklarla ve yeryüzeyi ile eşzamanlı dönen uydular vasıtasıyla dünyanın her tarafıyla haberleşme sağlanmaktadır Bu uydulardaki kuvvetlendiriciler parametrik kuvvetlendirici,tunel diyotlu kuvvetlendirici veya düşük gürültülü transistorlü kuvvetlendiricilerdir
Uydu haberleşme sisteminde haberleşme yer istasyonları ile sağlanır Uyduya haberi göndermek ve almak için yer yüzünde yer istasyonları kurulmuştur

Şekil 27’de uydu haberleşmesinde haberin uyduya verilişi ve uydudan alınışı gösterilmiştir Uydu yayınları,uydudaki aktarıcılarla(transporder) dünyaya bir açı altında gönderilir Bu yüzden ;uydu işaretlerinin yeryüzeyinin her bölgesine aynı güçte ulaşması mümkün değildir İşaret yeryüzeyinde hangi bölgeye veriliyorsa,oradaki gücü içten dışa doğru aşağıdaki şekildeki gibi eğriler şeklinde zayıflar

Uydu işaretlerinin yeryüzüne ulaşabildiği aynı şiddette alan çizgilerine “uydunun ayak izi” denir
Uydulardan yapılan yayınların bir kısmı Türkiye’yi de kapsamaktadır Ancak bu yayınların çoğu Türkiye’ ye yönelik yapılmadığından Türkiye’deki ayak izleri zayıftır Bu yüzden uygun nitelikte resim ve ses elde edebilmek için zorunlu olarak büyük çaplı çanak antenler kullanılmaktadır

Uydu Haberleşmesinde Modülasyon
Uydu yardımı ile haberleşmede genellikle frekans modülasyonu kullanılır Çünkü frekans modülasyonunda gürültüden etkilenme daha azdır Genlik modülasyonunun kullanılmamasının nedeni şunlardır;genlik modülasyonunda büyük verici güçleri gerekmektedir Ayrıca genlik modülasyonlu işaret sabit genlikte olmadığından uzaydaki birçok gürültüden etkilenir ve gürültü kapar Bu nedenle frekans modülasyonu büyük verici gücü gerektirmediğinden ve sabit genlikte olup,gürültüden etkilenmediğinden uydu haberleşme sisteminde kullanılan en uygun modülasyon yöntemidir
Frekans modülasyonlu işaretin üstüne gürültü gerilimi eklenir,fakat bu gürültü gerilimi limitlerde kesilerek yok edilir

Uydunun Haberleşme Donanımı
INTELSAT sisteminde kullanılan uyduları,geniş kanallı bir radyo frekans tekrarlayıcısı olarak düşünmek mümkündür INTELSAT uydusunun haberleşme donanımının basitleşmiş bir prensip şeması şekil 210’da verilmiştir

Şekil 210’daki şemadan anlaşılacağı gibi uydu,yer istasyonlarından gönderilen 5,925-6,425 GHz frekans bandındaki değişik türdeki işaretleri alan,kuvvetlendiren,frekansını değiştiren ve tekrar yeryüzeyine 3,7-4,2 GHz frekans bandında gönderen bir mikrodalga aktarıcısı olarak görev yapar Bir karışıklığı önlemek için uydu gönderdiği işareti,aldığından farklı bir frekans bandında vermektedir Burada işaretlerin taşıdığı bilgiler çeşitli olup;içinde ses,data ve televizyon bulunur Bu bilgiler genellikle frekans modülasyonu veya faz modülasyonu kullanılarak taşıyıcılara yüklenir Bu taşıyıcılar günümüzde kullanılan radyo-link sistemlerinde olduğu gibi değişik sayıda telefon kanalı taşırlar,

Uydunun Alış Antenleri
Paraboloidal reflektör olan alış antenlerinin her biri bir transmisyon borusu ve bir band geçiren filtre ile tam yedekli alıcılara bağlanmıştır Antenlerin tümünde dikey olarak yerleştirilmiş bir horn ve elektromagnetik dalga ışınını yönlendirmeye yarayan 45 derece eğilimli düz bir yansıtıcı düzlem kullanılır Alış ve veriş antenlerinin her birinde,elektromagnetik dalga ışınının istenilen noktaya düşürülmesini sağlamak amacıyla optik ayar yapılmıştır

Uydunun Veriş Antenleri
Dar ışın demetli veriş antenleri,yoğun trafiği olan bölgeler için kullanılır Bu antenin ışın demet genişliği çok dar,kazancı ise oldukça yüksektir Dar ışın demetli antenlerin,eloktroagnetik dalga ışınlarının yeryüzeyine gönderebilmesini sağlamak amacıyla kullanılan paraboloidal reflektör antenler uzantan kumanda ile hareket edebilecek şekildedir

Uydu Sabit Yer İstasyonu
Uydular aracılığı ile yapılan haberleşmenin en önemli elemanlarından biri de yer istasyonlarıdır Yer istasyonlarının görevi;abonelerden alınan bilgileri,uydu haberleşme sistemine uygun bir duruma getirerek,uyduya göndermek ve uydudan gönderilen bilgileri alarak bunları yer istasyonlarını aboneye bağlayan sistemlere aktarmak üzere işlemektir

INTELSAT sisteminde en yaygın olarak frekans modülasyonlu frekans paylaşımlı çoklayıcı kullanım yöntemi uygulanmaktadır Bu yöntemde,sistemdeki yer istasyonlarının her birine 5,925-6,425 GHz bandından bir veya birkaç taşıyıcı ayrılmaktadır Bugün bir taşıyıcı ile en çok 1092 kanal,en az 12 kanal göndermek mümkündür Ancak uydunun en verimli şekilde kullanılmasını sağlamak ve yer istasyonu sahibi ülkelerin ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla,taşıyıcı frekansların yer istasyonlarına dağıtımı INTELSAT tarafından yapılmaktadır Bu nedenle INTELSAT 132 kanallık trafiği olan bir yer istasyonuna bir taşıyıcı verebildiği gibi,uydudaki transponderlerin (RF kanalı devresi)durumuna göre aynı sayıda trafiği olan bir başka ülke yer istasyonuna biri 60 diğeri 72 kanallı olmak üzere iki taşıyıcı ayırabilmektedir INTELSAT sisteminde kullanılan bu taşıyıcıların daha bir çok özellikleri INTELSAT tarafından belirlenir

Uydu Yer Istasyonunun Veriş Yapması
Santralden gelen haber demetleri yer istasyonundaki çoğaltıcı(kronportör) sisteminde grup ve süper gruplar oluşturularak taban band elde edilir Bu taban banda modülatör bölümünde ağırlık verme yapılarak,ara frekans olan 70 MHz’de frekans modülasyonu yapılır

Bu işaret 6 GHz bandındaki taşıyıcı frekansına frekans yükseltici(UP-converter) bölümünde yükseltilir Bu işaretin hangi yüksek güçlü kuvvetlendiriciye uygulanacağı kollandırma ünitesinde yapılır Daha sonra bu taşıyıcılar antene verilerek uyduya gönderilir

Uydu Yer İstasyonunun Alış Yapması
Alış ise uydudan gelen 37 –42 GHz frekans bandında bulunan işaret anten tarafından alınır Çok düşük düzeydeki bu işaret düşük gürültülü kuvvetlendiricilerde (low no- ise amplifier ) kuvvetlendirilerek gürültüden arındırılır 4 GHz frekans bandındaki bu işaret frekans düşürücü 8 ( Down converter ) bölümünde 05-1 GHz düşürülür Böylece kanal alıcı bölümünde istenilen ülkelerin kanalları seçilmiş olur Bu frekanslar ara frekans olan 70 MHz frekansına düşürülür ve demodülatör bölümüne uygulanır Demodülatör çıkışında taban band elde edilirBu taban band,band dağıtım ünitesi yardımıyla kronportör sistemine ve sonra aboneye ulaşır

Uydu Haberleşmesinde Çoklayıcı Sistemler
Frekans Paylaşmalı Çoklayıcı Sistem
Çok büyük telefon demetleri,çok kanallı telefon sistemleri için kullanılır Bu sistemde yan yana dizilmiş frekans bandlarına yerleştirilmiş olan işaretler bir tek taşıyıcı ile uyduya gönderilir
Frekans modülasyonlu taşıyıcı dalga,normal olarak iletim ortamından etkilenmez Ancak frekans çoğullama yönteminde bir tek taşıyıcı yerine,birden fazla taşıyıcı kullanıldığından,iletim ortamının genlik/frekans özelliği çok önemlidir Genlik/frekans özelliği düzgün olmayan bir ortamda taşıyıcıların birbiriyle etkileşmesine,bu ise iç modülasyona yol açar Bu durum kanalın gürültülenmesine neden olur

Zaman Paylaşmalı Çoklayıcı Sistem
Bu yöntemde,transpordre’lar ile yer istasyonları arasında zaman,gönderilecek haberlere göre paylaştırılmıştır Ancak bu sistemde çok iyi bir eşzamanlamaya ihtiyaç vardır Bu sistemin frekans paylaşımlı çoğullayıcı sistemden üstün bir yanı,iç modülasyonun meydana gelmemesidir Bu yöntemde kanal kapasitesini kısıtlayıcı etkenler,yer istasyonlarına ait darbeler arasındaki boşluklar ve zaman dilimleri arasındaki emniyet boşluklarıdır

Uydu Yer İstasyonunun Anteni
Uydu yer istasyonunun anteni,besleme sistemi antenin hemen girişine konan farklı Cassegrain antendir Burada kullanılan Cassegrain anten,dört ışın dalga klavuzlu Cassegrain anten olup,dört ışın dalga klavuzunun yansıtıcılarından ikisi düzlemsel ve diğer ikisi de elipsoidaldır

Uydudan Doğrudan Televizyon Yayını
Uydudan doğrudan televizyon yayını için frekans bandı KU bandı olup,bu band 10,95-11,7 GHz arası frekansları kapsar Kullanılan alıcı odaktan beslemeli paraboloidal reflektör anten olup, çapı tek alışta 60 cm ve 90 cm,toplu alışlarda 180 cm kadar olabilir Parabolodial reflektör antene pratikte çanak anten de denilmektedir

Uydu Yörüngeleri
Ekvator düzlemine yerleştirilmiş,dairesel yörüngeli uydular eş zamanlıdır Bu eş zamanlı uydulardan doğrudan televizyon yayını ekvator yakınındaki ülkeler için faydalıdır Yüksek enlemli ülkelerde eliptik türü yörünge kullanılarak büyük yükseklik açısına ulaşılabilinir Şekil:213’de dairesel ve eliptik tipi yörüngeler verilmiştir Elipsin büyüklüğü,uydu periyodu 12 saat olacak şekilde seçilmiştir

Şekil:213’de eliptik yörüngesinin zamana göre değişimi verilmiştir Şekil:213’deki gibi 8 saatlik sürede yükselme açısı 75 derecenin üstündedir 20 derece doğu enlemine kadar Avrupa ülkeleri için yükselme açısı 50 dereceye kadar düşmektedir 12 saatlik zamanda 8 saat,büyük yükseklik açısı elde edilebilmektedir

Böylece 24 saatlik doğrudan televizyon yayını için 3 uyduya gereksinim vardır Buna karşılık dairesel yörüngeli uydu sisteminde tek bir uydu yeterlidir

Uydudan Doğrudan Televizyon Yayınında Alıcı Sistem
Uydudan alınan 11,7 GHz deki işaretlerin frekansı alıcı antenin odağına konan bir frekans değiştiricide 1,7 GHz frekansına düşürülür Bu frekans düşürücüye LNB(Lownoise blok-down converter)denir LNB baskı devre tekniği ile yapılmaktadır ve şekil:214’de prensip şeması verilmiştir

LNB de işaret/gürültü oranı önem taşımaktadır Diğer taraftan,1,7 GHz frekansındaki işaret koaksiyel hatla alıcıya ulaşır

RF katında yapılması gereken kuvvetlendirme vs işlemlerin geniş bir frekans aralığında gerçekleştirilmesi çok zordur
Tasarlandığından çok değişik frekanslarda bu kuvvetlendirmeler osilasyona neden olduğundan istenilen kuvvetlendirme vs gerçekleşmez Böylece RF katında çok geniş bir frekans aralığında istenilen düzeyde yapılan filtre ve kuvvetlendirme vs işlemlerin gerçekleştirilmesinde zorluklarla karşılaşılır Bu nedenle filtre ve kuvvetlendirme vs işlemlerin değişen değil,değişmeyen bir frekansta yapılması gerekmektedir Bu frekansa ara frekans denir Burada RF radyo frekans anlamında olup;1,7 GHz dir
Böylece 1,7 GHz frekansındaki işaret,ikinci lokal asilatörden elde edilen işaret ile karşılaştırılarak 120 MHz’ lik ara frekanslı işaret elde edilir Bu 120 MHz frekans modülasyonlu işaret frekans demodülasyonuna tabi tutulur Sonra genlik modülasyonlu işaret elde edilerek,bu arada üçüncü bir lokal asilatörün işareti ile bu işaret karıştırılarak genlik modülasyonlu VHF veya UHF frekanslı işarete ulaşılır

Burada televizyon cihazında görüntü tek yan bandlı genlik modülasyonu ile modüle edildiğinden,uydudan alınan frekans modülasyonlu işaretin frekans demodülasyonundan sonra,genlik modülasyonlu işarete dönüştürülmesi gerekmektedir

Uydudan Doğrudan Televizyon Yayınında Aktarıcı

Uydudan doğrudan televizyon yayınının alışında alıcıdan sonra işaret genlik modülasyonuna çevirdikten sonra UHF veya VHF çıkışında kanal kuvvetlendirici de kuvvetlendirilerek band geçiren filtre çıkışından sonra UHF veya VHF anteni ile bir bölgeye verilebilinir
Burada UHF veya VHF anteni olarak bu televizyon yayınının verileceği bölge kaps***** göre turnike anten veya reflektörlü dipol anten vs kullanılabilini

Çanak Antenin Uyduya Yönlendirilmesi
Izlenmek istenen uydunun hangi boylam derecesinde olduğu Tablo:21’den bulunur
Uydu antenini yerleştirilmek istenen noktadan, güney kutbuna pusula yardımıyla bir doğru çizilir Uydu anteni (çanak anten) bu doğru boyunca,odak noktası ile çanak anten merkezi arasındaki doğru paralel olacak şekilde konumlandırılır Bu ilin enlem ve boyl***** uyan,antenin yönlendirilmek istenen yerel açısı (yer yüzeyinde yatay açı) Tablo 21’den elde edilir Bu yerel açı 180 dereceden büyük ise çanak antenin yönü güneye dönük olmak üzere sağa (batıya) doğru (alfa-180 derece) açı kadar döndürülür Bu yerel açı 180 dereceden küçük ise çanak antenin yönü sola (doğuya) doğru (180 derece-alfa) kadar döndürülür Burada alfa açısı,yerel açıdır Bu yerel açı yanında çanak anteni Tablo:21’deki yükseklik açısı kadar yukarı kaldırarak,çanak anten uyduya yönlendirilmiş olur

Uydu televizyon yayınında bir gelişim de alıcı çanak anten yerine 0,2-0,5m² lik dikdörtgen bir levha üzerinde baskı devre tekniği ile yarık mikroşerit anten dizisinden oluşmuş anten kullanılmalıdır Bu durumda LNB de mikroşerit anten levhası üzerinde bulunmaktadır Böylece çanak antenin 1o-2°’lik demet genişliğine karşılık,yarık anten dizisinden oluşmuş antende 22°-23°’lik demet genişliği elde etmek mümkün olabilmektedir Bir apartmanın üst katlarında, bu anteni uyduya yönelik olarak monte etmek kafi gelmektedir Bu yarık mikroşerit anten dizisinin kullanılabilmesi için uydunun o bölgedeki ayak izinin kuvvetli olması ve hatta uydudan doğrudan sayısal televizyon yayınının kullanılması gerekmektedir

Uydudan Doğrudan Sayısal Modülasyonlu Televizyon ve Radyo Yayını
Yeryüzünde sayısal haberleşme yaygınlaşmaktadır Haberleşmede sayısal işaretlerin kullanılması;sayısal işlem tekniklerinin ve bilgi işleminde bilgisayar kullanımının yaygınlaşması,sayısal devre tasarımının kolaylığı ve tüm devre teknikleri ile sayısal devrelerin gerçekleştirilmesi,sayısal işaretlerde girişim ve gürültü etkilerinin az olması etkenlerinden kaynaklanmaktadır
Bugün için sayısal modülasyonlu uydudan doğrudan radyo yayını gerçekleştirilebilmektedir Yine sayısal modülasyonlu uydudan doğrudan televizyon yayınında kaliteli resim iletimi olabilmektedir Sayısal modülasyonlu uydu yayını ile çanak antenin çapı küçülmektedir

Taşınabilir Uydu Yer İstasyonu
Ağırlığı yaklaşık 20 ton olan istasyonun ana parçaları 5-10 m çaplı anten,45 W’lık soğutmasız düşük gürültülü kuvvetlendiricili,3kW’lık hava soğutmalı yüksek güçlü kuvvetlendiricili,frekans yükselticili ve frekans düşürücü,lokal osilatör,kronportör ve jeneratör’dür
Haberleşme cihazları;yüksek güçlü kuvvetlendiricinin,modülatör ve demodülatör cihazlarının,kronportör sisteminin,jeneratör’ün içinde bulunduğu dört bölüme yerleştirilmiştir Ayrıca kontrol panosu bulunur Bu istasyon televizyon ve sesini,60 kanallık telefon haberleşmesini aynı zamanda uydudan alabilir ve verebilir

Sistemin en önemli parçası antendir Antenin taşınabilmesi için paketlenmesi gerekir Anten Cassegrain tipinde olup,aliminyum alaşımlı levhalardan meydana gelmiştir Antenin kurulması için 5 tonluk bir vinç gerekmektedir
Taşınabilir uydu yer istasyonunun veriş ve alıştaki basitleşmiş prensip şeması,sabit uydu yer istasyonunkine benzer şekildedir

Uydu İle Konum ve Yön Bulma Sistemi
Denizcilikte,dünya çapında uydu ile konum ve yön bulma çabalarının,sivil amaçlı kullanımını güçlendirmeye teşvikini destelemek amacıyla uydu sistemleri geliştirilmiştir Kullanılmakta olan bu sistem donanma ünitelerinin dünyanın neresinde olursa olsun,kesin olarak yerinin belirlenmesini mümkün kılmaktadır Yön bulma ve yerinin saptanması işleminin doğruluk derecesi askeri olmayan gemiler için de geçerli olmaktadır

Bu uydulara transit uyduları denir ve yeryüzünün etrafını yaklaşık 107 dakikada dönmektedir 61 kg ağırlığındaki bu transit uydular,oldukça ucuz bir maliyetle katı yakıtlım Scout roketleri tarafından 1075 km’lik yörüngelerine oturtulmuştur Şekil:220’de görüldüğü gibi 5 uydu kutuptan kutuba dünya etrafında,birbirinden bağımsız dönüşler yapmaktadır Bu hareket kafes şeklinde devir diye adlandırılmakta ve yeryüzü de bu kafes içinde hareket etmektedir Uyduların geçiş aralıkları ekvatorda en uzundur Uydular yaklaşık her 70 dakikada bir 50 boylamdaki bir yeri,her 90 dakikada bir 30 boylamdaki bir yeri ve 100 dakikada bir de ekvatoru geçmektedir

Uyduların veriş gücü 1 Watt olduğundan ve binlerce km uzakta bulunduklarından çok duyarlı alıcılara gerek vardır Alıcılar,transit uydulardan alınan 400 MHz ve 150 MHz’lik iki frekansa uyacak şekilde tasarlanmıştır Konvansiyonel bir frekanslı sistemler,uyduların yayınladığı elektromagnetik dalgalar iyonosfer bir tabakadan geçtikleri zaman kırılmaya uğradıklarından,meydana gelen hatayı düzeltemezler İki frekanslı sistemler,bu iyonosferik kırılma etkisini gece ve gündüz yüksek bir doğruluk derecesinde düzelterek kompoze edebilir
Sistem,uydular ile yeryüzünde bulunan kompleksten meydana gelmektedir Yeryüzündeki kompleks;izleme istasyonu,verici istasyon,bilgi işlem merkezi ve zaman birimlerinden oluşmaktadır
Her uydunun yörünge bilgisi gözönüne alındığında izleme istasyonu,uydunun izleme istasyonunu her geçişinde uydunun pozisyonunu ölçmekte ve bum değeri de bilgi işlem merkezine göndermektedir Bilgi işlem merkezi de o andaki uydunun yörüngesini saptadığı gibi,bu değerlerden yaralanarak gelecek 16 saat içindeki yörüngesini tahmin edebilmektedir Bu bilgileri de verici istasyonuna göndermekte ve uydu da bunu hafızasına kaydetmektedir Bu bilgiler prensip olarak her 12 saatte bir ölçümler yapılarak tayin edilmektedir Uydu,bu bilgileri hafızasından okumakta ve bunu zaman standartlarına göre nakletmektedir Bu nakledilen bilgiler okyanustaki gemiler tarafından alınarak,değerlendirilmektedir

Meteoroloji Uydu Sistemleri
Meteoroloji uyduları üç temel yeteneğe sahiptir: “bakabilir” “dinleyebilir” ve “konuşabilir” Daha bilimsel söylemek gerekirse meteoroloji uyduları atmosfer veya dünyadaki koşulları izlemek için çeşitli algılayıcılar kullanabilir,başka algılayıcılardan gönderilen verileri bilgi veya verileri yerdeki kullanıcılara gönderebilir
Bu katagoride iki seri uydu vardır, TIROS-N serisi USA ve METEOR-2 serisi ise Rusya tarafından çalıştırılmaktadır

Amerikan uyduları sabit yerleri ve çevreleri inceleyen uydular olarak bilinir Bunlara kısaca GOES adı verilir Önemli iki tanesi uzayda 75°W(Batı) ve 135°(Batı)’ya yerleştirilmiş olup,kısaca GOES-Doğu ve GOES-Batı olarak bilinir GOES-Doğu uydusu Güney Amerika’nın ve Atlantiğin bir çok bölgesini gözlerken,GOES-Batı uydusu ise Güney Amerika’nın batısını ve Pasifiğin doğusunun önemli bir bölümünü gözleyebilir Gözledikleri yerlere ait şekillerin ekrana aksetme aralığı 30 saniye ve gözledikleri bölgenin ufalması halinde ise bu aralık 3 dakikaya kadar azaltılabilir Bu tür işletme gereksinimleri, çok çabuk değişen veya gelişmeler gösteren iklim özelliklerinin detaylı incelenmesi istenildiğinden kaynaklanmaktadır Bu iki uydu,atmosfer araştırmalarında ısı ve nemi birlikte inceleyebilecek cihazlara sahiptir

Avrupa meteoroloji uydularına METEOSAT denir Bu uydular ekvator üstündeki yörüngeyyerleştirilmiş olup; bütün Afrika kıtasını,Avrupanın bir çok bölgesini Atlantiği ve Kuzey Amerikanın bir parçasını gözleyebilmektedir Bu uyduların diğer bir amacı da uzay hakkında bilgi toplamak ve bu bilgileri yayınlamaktır Su ve su buharını hareketlerinin gözlenmesi de METEOSAT’ ın görevlerindendir

Atmosferdeki çeşitli bölgelerin fotoğrafları çekildiğinde,nemli bölgelerin fotoğrafları hafif gölgelidir,kuru (nemsiz)bölgeler ise çok koyu çıkmaktadır Fotoğraflarda en yükseklerdeki bulutlar bile,gökyüzünde bembeyaz bir yama gibi görülebilmektedir
Japon meteoroloji uydusu (GMS)ise 140°E(Doğu)’ya yerleştirilmiştir Bu uydunun görevi Asya’nın büyük bir kısmını,tüm Avrupa’yı ve Batı Pasifiği gözlemektedir
GOES,GMS ve METEOSAT uyduları atmosferin çeşitli seviyelerinde, istatiksel olarak düzenli ölçümler yapar ve ölçme yöntemi çok basittir Tanınabilen bulut kümelerinin,rüzgarla hareket ettikleri varsayılarak,bir görüntüden diğer bir görüntüye bağlı olarak gözlenir ve bulut hareketlerinden rüzgar hızı ve yönü tayin edilir Ancak bu kabul her zaman doğru değildir Örneğin,bulutların çoğalması veya bozulması hareket karşılığına veya dağlarla karşılaşan bulutların rüzgar hızı daha fazla olmasına rağmen daha hareketsiz kalmaları söz konusu olabilir Bütün bu yöntemlerde,hareketsiz kalan bulut durumları hariç tutulmaktadır

Meteoroloji Uydularının Yörüngeleri
Tercih edilen istasyon düzenlemeleri tasarlanırken alınacak olan verilerin tipini ve verileri gönderen uyduların yörünge karakteristiklerini dikkate almak gerekir
Meteoroloji uyduları iki ye ayrılabilir;
1-Yeryüzüne göre sabit konumlu yörüngelerdeki jeosenkron uydular
(SMS,GOES,METEOSAT,GOMS,GMS)
2-Yakın kutupsal yörüngeli uydular
(TIROS-N) vs
Yeryüzünden yüksekliğinin 650 km’den 1500 km’ye kadar değiştiği yakın kutupsal yörüngeli uydular ve yüksekliği 36000 km civarında olan jeosenkron uydulardır
Kutupsal yörüngeli uyduların yüksekliğinin geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık,sabit uydular ekvator civarındaki sabit bir noktanın üzerinde yeryüzeyinden 36000 km uzaktaki yörüngeye yerleştirilmiştir

Jeosenkron Uydular
Yeryüzüne göre sabit konumlu ekvatoral yörüngedeki jeosenkron bir uydu,yörüngedeki kusur veya eksikliklerden dolayı sabit konumunda küçük oynamalar olmasına rağmen,herhangi bir istasyonuna göre sabit kalabilecek ve böylece izleme işlemine gerek duyulmayacaktır Meteoroloji uyduları için düşünülen bu günlük oynama tipik olarak 1° civarındadır
Eğer uyduların günlük oynamalarının izlenmesinden kaçınılacak ise,yer istasyon anteninin demet genişliğinin uydunun günlük oynamasından büyük olması gerekmektedir
Paraboloidal reflektör antenin çapı büyütülürse,antenin RF kazancı artacak ve demet genişliği küçülecektir Bu nedenle RF kazanç ve demet genişliği arasında,uydu izleme işinden kaçınırken, yeterli sistem performansı sağlayacak anten gerekmektedir
Uydu yer istasyonunda kullanılmak üzere seçilmiş parabolidal reflektör antenin çapı 3 mdir Bu antenlerin demet genişliği (-3 dB )’de (4,5°)ve kazancı 32,2 dB dir Daha yüksek kazanç gerektiğinde demet genişliği (3,5°)ve kazancı 35 dB olan 4 m çaplı çanak anten kullanılır
Yeryüzüne göre sabit konumlu uyduların başlıca görevi,bu uyduların kapsamında olan bölgelerdeki yer istasyonlarına işlenmiş veri göndermektir Bu uydular 1690-1700 MHz frekans bandında veriler gönderir

Yakın Kutupsal Yörüngeli Uydular
Kutupsal yörüngeli uydular (TIROS-N),yaklaşık olarak 102 dakikalık yörünge periyodlarına sahip dairesel yörüngelidir Yer istasyonundan gözleneceği gibi bu uyduların açısal hızları çok yüksektir
Uydu yer istasyonunda kullanmak için seçilen anten çapı yine 3 veya 4 mdir
Meteoroloji Uydularını amaçlarının araştırma (Birleşik Devletlerin ATS ve NİM-BUS serisi)veya çalışma (Birleşik Devletlerin ITOS ve GOES serisi) olmasına göre de sınıflandırmak mümkündür Bunları,uygulamalarının sadece makro ölçüde tahmin olmasına göre sınıflandırma da yapılabilir Bunlardan başka diğer bir sınıflama yaklaşımı da,belli bir uydunun ana fonksiyonunun atmosforik tarama (sıcaklığın,ozon miktarının,vs)veya yeryüzünün ve değişen bulut yapısının haritalandırılmasına göredir