طراحي مدار يك منظومه ماهواره اي به روش واكر به منظور عكسبرداري زمان حقيقي

كارشناسي ارشد

مسائل مهندسي اغلب نيازمند پاسخ هاي بهينه اي است كه هدف آنها، به حداكثر رساندن نتايج با استفاده از حداقل منابع موجود است. در بعضي از موارد مي توان مسائل را با استفاده از مدل هاي تعريف شده اي كه حل آنها به صورت تحليلي ميسر است، ساده سازي كرد. با اين حال، اكثر مسائل غيرخطي نيازمند تكنيك هاي هوشمند براي يافتن پاسخ هاي مناسب است. در اين پايان نامه، هدف طراحي مدار يك منظومه از ماهواره هاي تصويربرداري است كه بتواند داده هاي تصوير را به محض انجام عكسبرداري توسط ماهواره ها، در كوتاه ترين زمان ممكن با برقراري لينك هاي بين ماهواره اي به يك ايستگاه زميني هدف ارسال نمايد. بنابراين منظومه ماهواره اي بايد از نظر مخابراتي، يك منطقه هدف را بطور تقريبا مداوم مشاهده نمايند تا بتوان با برقراري لينك هاي بين ماهواره اي به عكسبرداري زمان حقيقي دست يافت. براي دستيابي به اين هدف، لازم است درصد پوشش زماني روزانه از ايستگاه هدف به 100 درصد نزديك شود. در اين پايان نامه ابتدا مدار يك منظومه ماهواره اي به روش كلاسيك واكر طراحي مي شود و سپس تحليل پوشش جهت دستيابي به پوشش مداوم براي يك ايستگاه هدف انجام مي شود. نتايج نشان مي دهد كه مي توان با استفاده از 36 ماهواره در 12 صفحه مداري، به درصد پوشش زماني روزانه 97 درصد دست يافت. سپس براي افزايش درصد پوشش زماني روزانه، كاهش تعداد گپ ها و كاهش حداكثر زمان بازديد مجدد از ايستگاه هدف، از يك الگوريتم هوشمند بنام الگوريتم ازدحام ذرات، جهت طراحي مدار منظومه ماهواره اي، استفاده شد. با استفاده از اين الگوريتم، 2 پارامتر Ω و M براي هر يك از ماهواره ها جهت كمينه سازي تابع هزينه طراحي گرديد. افزايش 1.5 درصدي مقدار درصد پوشش زماني روزانه نسبت به روش واكر، گوياي عملكرد مطلوب الگوريتم PSO در طراحي پارامترهاي مدار ماهواره ها است. اما در روش هاي عددي طراحي مدار، به هر ماهواره يك صفحه مداري اختصاص مي يابد كه باعث افزايش هزينه هاي ناشي از پرتابگر مي شود. در واقع 36 ماهواره در 36 صفحه مداري توزيع مي گردد در انتها، روش واكر دلتا (روش تحليلي) و الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات (روش عددي) بصورت تركيبي بكار رفت به نحوي كه پارامتر Ω ماهواره ها به روش واكر و پارامتر متوسط آنومالي (M) ماهواره ها توسط الگوريتم ازدحام ذرات طراحي شد. براي يك منظومه 36 ماهواره اي كه در 12 صفحه مداري توزيع گرديد، نه تنها مقدار درصد پوشش زماني روزانه از ايستگاه هدف به 98.5 درصد رسيد بلكه هزينه پرتاب نيز به "1" /"3" كاهش يافت (تبديل 36 صفحه مداري به 12 صفحه مداري). بنابراين، روش تركيبي واكر-PSO براي دستيابي به پوشش تقريبا مداوم منطقه هدف جهت رسيدن به يك تصويربرداري زمان حقيقي مناسب خواهد بود.

193485

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي فناوري ماهواره - كنترل

دكتر بهمن قرباني واقعي