350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №1 за 2019 г.
Статья в номере:
Метод квазиоптимального планирования целевого применения орбитальной группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли в условиях критического времени
Тип статьи: научная статья
DOI: 10.18127/j15604128-201901-08
УДК: 519.16
Авторы:

А.К. Вишневский – к.т.н., ст. преподаватель, кафедра «Защита информации в системах и комплексах
вооружения», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (Санкт-Петербург) E-mail: vishn.artem@yandex.ru
В.И. Горбулин – д.т.н., профессор, кафедра «Бортовое электрооборудование и энергетические системы летательных аппаратов», Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского (Санкт-Петербург) E-mail: v_gorbulin@mail.ru
В.В. Летунов – директор по развитию, гл. конструктор, АО НТТП «Комплексное развитие технологий» E-mail: vladimirletunov@yandex.ru
В.А. Поливанов – к.т.н., доцент, кафедра «Системы информационно-телеметрического и метрологического обеспечения», Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого (Балашиха) E-mail: pva7983@mail.ru

Аннотация:

Обоснована актуальность исследований в области разработки эффективных методов планирования целевого применения орбитальных группировок космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Рассмотрена научная проблема обеспечения допустимого уровня качества планирования съемки ДЗЗ в условиях тенденций увеличения размеров орбитальных группировок и расширения их функциональных возможностей. 
Представлен эвристический метод планирования съемки поверхности Земли для орбитальной группировки космических аппаратов ДЗЗ большой размерности. Сформулирована оптимизационная задача относительно влияния периода планирования съемки на трудоемкость вычислительной задачи. Получены и обоснованы критерии планирования, обеспечивающие возможность управления ростом комбинаторной сложности анализа траекторий съемки объектов наблюдения.  Разработано программное обеспечение, реализующее предложенный метод.

Список источников
  1. Безняков А.М., Горбулин В.И., Каргу Д.Л., Фадеев А.С., Щербаков В.И. Методика оптимального планирования применения космических аппаратов Дистанционного Зондирования Земли в обзорном режиме // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2013. № 1(39). С. 39−45.
  2. Калашников Д.А., Скобелев В.А., Симонова Е.В., Майоров И.В., Лахин О.И. Метод адаптивного планирования сеансов связи ЦУП с группировкой КА по критериям надежности и экономичности связи // Вестник СГТУ. 2015. № 1(45). С. 58−70.
  3. Коваленко А.Ю. Математические аспекты оценивания результативности применения космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Тр. СПИИРАН. 2017. Вып. 53. С. 29−50. DOI: https://doi.org/10.15622/sp.53.2.
  4. Куссуль Н.Н., Янчевский С.Л., Кравченко А.Н. Оптимизация процессов принятия решений в экспертных системах планирования работы целевой аппаратуры космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т8. № 3. С. 64−75.
  5. Дарнопых В.В., Усовик И.В. Автоматизация параметрического анализа целевого функционирования космических систем дистанционного зондирования Земли // Электронный журнал «Труды МАИ». 2011. № 47. Режим доступа: http://www.mai.ru /upload/iblock/d83/avtomatizatsiyaparametricheskogo-analiza-tselevogo-funktsionirovaniya-kosmicheskikh-sistemdistantsionnogo-zondirovaniya-zemli.pdf.
  6. Дарнопых В.В., Усовик И.В. Автоматизированный программный комплекс для параметрического анализа и оптимизации планирования целевого функционирования космических систем ДЗЗ // Электронный журнал «Труды МАИ». 2013. № 65. Режим доступа: http://www.mai.ru/upload/ iblock/b04/b0489e8a6d6dfc68189905fb36860979.pdf.
  7. Емельянов А.А., Малышев В.В., Смольянинов Ю.А., Старков А.В. Формализация задачи оперативного планирования целевого функционирования разнотипных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли //  Электронный журнал «Труды МАИ». 2013. № 96. Режим доступа http://trudymai.ru/upload/iblock/8cc/Emelyanov_Malyshev_Smolyaninov_Starkov_rus.pdf.
  8. Бузуев К.В. Определение оптимальных планов наблюдения космического аппарата дистанционного зондирования Земли с помощью графа // Вестник СГАУ им. академика С.П. Королёва. 2013. Вып. 1(39). С. 63−72.
  9. Song Y., Huang D., Zhou Z. et al. An emergency task autonomous planning method of agile imaging satellite // EURASIP Journal on Image and Video Processing. 2018: 29. https://doi.org/10.1186/s13640-018-0268-8.
  10. Nicolas Holvoet, Wasanchai Vongsantivanich, Supatcha Chaimatanan, Daniel Delahaye. Mission planning for a non-homogeneous Earth observation satellite constellation for disaster response // SpaceOps 2018. May 2018. Marseille. France. AIAA. P. 978-162410-562-3. 2018. 2018 SpaceOps Conference, SpaceOps Conferences, (AIAA 2018-2658). DOI: 10.2514/6.2018-2658.
  11. M.J. Pinto, A.I. Barros, R. Noomen. A New Model Proposal for Integrated Satellite Constellation Scheduling within a Planning Horizon given Operational Constraints // Lamballais Tessensohn Published: 1 January 2018 by Scitepress in 7th International Conference on Operations Research and Enterprise Systems 7th International Conference on Operations Research and Enterprise Systems P. 312−319; DOI:10.5220/0006655003120319.
  12. Y. Xu, X. Liu, R. He, Y. Chen. Multi-Satellite Scheduling Framework and Algorithm for Very Large Area Observation // 2018 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC), Rio de Janeiro. 2018. P. 1−8. doi: 10.1109/CEC.2018.8477716.
  13. Sean Augenstein, Alejandra Estanislao, Emmanuel Guere, Sean Blaes. Optimal Scheduling of a Constellation of Earth-Imaging Satellites, for Maximal Data Throughput and Efficient Human Management // Proceedings of the Twenty-Sixth International Conference on Automated Planning and Scheduling (ICAPS 2016). http://www.aaai.org/ocs/index.php/ICAPS/ICAPS16/paper/download/13173/12696.
  14. Del Consuelo Hernandez Ruiz Gaytan L., Pan Z., Liu J., Shimamoto S. Dynamic Scheduling for High Throughput Satellites Employing Priority Code Scheme // IEEE Access. 2015. 3. 2044−2054. [7312880]. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2015.2495226.
  15. Xiaonan Niu, Hong Tang, Lixin Wu, Run Deng, and Xuejun Zhai. Imaging-Duration Embedded Dynamic Scheduling of Earth Observation Satellites for Emergent Events // Mathematical Problems in Engineering. 2015. V. 2015. Article ID 731734. 31 p. https://doi.org/10.1155/2015/731734.
  16. Maocai Wang, Guangming Dai, Massimiliano Vasile. Heuristic Scheduling Algorithm Oriented Dynamic Tasks for Imaging Satellites // Mathematical Problems in Engineering. V. 2014. Article ID 234928. 11 p. https://doi.org/10.1155/2014/234928.
  17. Yuqing LI, Rixin WANG, Minqiang XU. Scheduling and Rescheduling of Imaging Satellite Based on Ant Colony Optimization // Journal of Computational Information Systems. 2013. 9: 16. 6503–6510. DOI: 10.12733/jcisP0706.
  18. Fatos Xhafa, Junzi Sun, Admir Barolli, Alexander Biberaj, Leonard Barolli. Genetic Algorithms for Satellite Scheduling Problems // Mobile Information Systems. 2012. V. 8. № 4. P. 351−377. https://doi.org/10.3233/MIS-2012-00153.
  19. Shen Z., Zou H., Sun H. Task Scheduling for Imaging Reconnaissance Satellites Using Multiobjective Scatter Search Algorithm //Li Z., Li X., Liu Y., Cai Z. (eds) Computational Intelligence and Intelligent Systems. ISICA 2012. Communications in Computer and Information Science, V. 316. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-34289-9_27.
  20. Allahverdi Ali, Daniel Ng Chi-to, Cheng T.C.E., Kovalyov Mikhail. A survey of scheduling problems with setup times or costs // European Journal of Operational Research. 187. 10.1016/j.ejor.2006.06.060.
  21. Zufferey Nicolas, Amstutz, Patrick, Giaccari Philippe. Graph colouring approaches for a satellite range scheduling problem // Journal of Scheduling. 2008. 11. 10.1007/s10951-008-0066-8.
  22. De Florio Sergio, Zehetbauer Tino, Neff, Thomas. Optimal operations planning for SAR satellite constellations in low Earth orbit. 2005.
  23. Liao D., & Yang Y. Satellite imaging order scheduling with stochastic weather condition forecast // 2005 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics. 2005. V. 3. 3. 2524−2529.
  24. Акционерное общество научно-технич. производственное предприятие «Комплексное развитие технологий». http://www.кртех.рф.
Дата поступления: 24 ноября 2018 г.