Дипломная работа на тему

Программно-информационное обеспечение построения орбитальной группировки космических аппаратов наблюдения

объектов с заданным интервалом времени

Московский авиационный институт(Национальный исследовательский университет)

Руководитель: профессор, д.ф.-м.н. Ревизников Д.Л.Дипломник 08-606: Прохоренко А.С.

Москва, 2015 год

Система КА

GPS ГЛОНАСС

Примеры:

ЗадачаПостроить такую систему КА, чтобы минимизировать время наибольшего разрыва в наблюдении объекта

Метод №1

(геометрический)

Ширина зоны обзора на экваторе

Межвитковое расстояние

Расстановка КА

Моделирование

Наибольший интервал отсутствия видимости объекта

Наибольший интервал отсутствия видимости объекта

Наибольший интервал отсутствия видимости объекта

Варьирование

…для – аналогично

∆ 𝜆=𝜋180

∆ 𝜆=2𝜋𝑁

(где N – число КА в системе)

Все варианты для 8 КА

Метод №2

(оптимизационный)

Целевая функция

(в неявном виде, так как использует результаты моделирования)

где и – соответственно конец и начало k-го временного интервала, когда ни один НО не виден ни одним КА системы.

𝑓 (∆ 𝜆 ,∆𝑢)=min𝑘max

𝑖(𝑡 𝑖−𝑡𝑖 −1)𝑘 ,𝑘=1 ,… ,𝑁 , 𝑖=2 ,…,𝑛𝑘

Моделирование движения системы КА с расчётом

интервалов видимости и определение наибольшего

интервала отсутствия видимости объекта наблюдения

∆ 𝜆 ,∆𝑢 𝑓

Решение

Метод Монте-Карло

Метод Нелдера-Мида

Моделирование

Для каждого КА в системе1) Формирование НУ2) Прогноз движения ЦМ3) Расчёт матрицы планирования

Результаты

Характеристики системы

Количество КА 8

Радиус орбит, км 7378

Наклонение орбит, град 82,5

Угол полураствора аппаратуры, град 60

Угловое перекрытие, град 22,5

Драконический период, c 6302,78949

Результаты

Наибольший интервал отсутствия видимости ОН

01:22:02 22,5 306,928

Геометрический метод:

Объект наблюдения был помещен на экватор в точку .

РезультатыОптимизационный метод:

Наибольший интервал отсутствия видимости ОН

,

град

,

град

1:41:19 32 42

1:31:05 45,75 69

1:44:28 41,5 41

1:15:55 39 255

1:16:29 26 250

1:35:16 38 319

1:19:09 19 240

1:21:10 22 255

1:41:14 37 185

1:26:11 22,25 283,875