تفاوت معیارGDOP و هم زمانی دسترسی چهار ماهواره با محدویت برد آنتن مخابراتی در مدار لئو با طراحی بهینه الگوریتم GA-SQP
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 17
فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JSRC-6-1_008
تاریخ نمایه سازی: 18 مهر 1405
چکیده مقاله:
طراحی منظومه های ماهواره ای ناوبری در مدار پایین زمین (LEO) به دلیل کاهش هزینه ها و پتانسیل ارائه خدمات با دقت بالا، مورد توجه فزاینده ای قرار گرفته است. برخلاف رویکردهای متداول که بر پیکربندی های متقارن (مانند واکر) تکیه دارند، طراحی های نامتقارن و بهینه سازی شده می توانند عملکرد بهتری برای پوشش منطقه ای ارائه دهند. با این حال، توازن میان کیفیت سرویس (مانند GDOP)، در دسترس بودن مداوم (هم زمانی دسترسی چهار ماهواره) و محدودیت های فیزیکی (مانند برد آنتن) یک چالش طراحی اساسی باقی مانده است. این مقاله یک چارچوب بهینه سازی برای طراحی منظومه ای نامتقارن متشکل از ۲۸ ماهواره ناوبری در مدار LEO جهت ارائه خدمات برای منطقه تهران ارائه می دهد. هدف اصلی، ارزیابی کمی تقابل (trade-off) میان کیفیت ناوبری، زمان در دسترس بودن سرویس و قیود فیزیکی آنتن های مخابراتی است.مسئله طراحی به عنوان یک مسئله بهینه سازی بزرگ مقیاس با ۸۴ متغیر (پارامترهای مداری برای ۲۸ ماهواره) فرمول بندی شده است. برای حل این مسئله، از یک بهینه ساز هیبریدی الگوریتم ژنتیک-برنامه ریزی درجه دوم متوالی (GA-SQP) استفاده گردید که قابلیت جستجوی گسترده فضای جواب و همگرایی دقیق محلی را ترکیب می کند. عملکرد منظومه بهینه در سه سناریوی مجزا شبیه سازی و تحلیل شد: (۱) قید سخت گیرانه GDOP کمتر از ۵ و محدودیت برد آنتن ۱۲۰۰ کیلومتر، (۲) قید صرفا هم زمانی دسترسی چهار ماهواره، و (۳) قید ترکیبی GDOP و دسترسی چهار ماهواره بدون محدودیت برد آنتن. نتایج تحلیل در یک بازه ۲۴ ساعته نشان داد که در سناریوی اول، زمان سرویس دهی قابل قبول تنها ۵۶۰ ثانیه (۰.۶۵٪) است. با حذف قید GDOP و برد آنتن (سناریو دوم)، این زمان به طور چشمگیری به ۶۸۵۰ ثانیه (۷.۹٪) افزایش یافت، اما کیفیت ناوبری تضمین نشد. سناریوی سوم، که نمایانگر یک توازن عملی است، زمان سرویس دهی با کیفیت بالا (GDOP<۵) را به ۳۹۳۰ ثانیه (۴.۵٪) رساند.یافته ها به وضوح نشان می دهد که محدودیت برد آنتن مخابراتی، گلوگاه اصلی در کاهش زمان سرویس دهی منظومه های ناوبری LEO منطقه ای است. طراحی های بهینه نامتقارن، هرچند قادر به یافتن راه حل های کارآمد هستند، اما تقابل شدیدی میان کیفیت سیگنال و در دسترس بودن آن وجود دارد. این نتایج کمی می تواند به عنوان راهنمایی برای طراحان سیستم های ماهواره ای آتی در انتخاب معماری منظومه و فناوری آنتن ها عمل کند.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
آرش کوثری
سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران (IROST)
امیرحسین آدمی
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
مهدی جعفری
دانشگاه صنعتی مالک اشتر
امیررضا فتحی
دانشگاه تهران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
