Методика комплексной оценки рациональных параметров и программы развития космических аппаратов дистанционного зондирования Земли

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2021-4-62-77

Авторы

Ламзин В. В.*, Ламзин В. А.**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: 8916846583@mail.ru
**e-mail: 8465836@mail.ru

Аннотация

Проводится комплексная оценка рациональных параметров и программы развития космического аппарата (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в рассматриваемый период с учетом технико-экономических ограничений. Решается задача оценки рациональных параметров программы модернизации космической системы (КС) ДЗЗ. Особенностью задачи является то, что определено начальное состояние — базовый объект (КА ДЗЗ). Предложена методика комплексной оценки рациональных параметров и программы развития КА, в основе которой многоуровневое управление разработкой, модели многоуровневого проектного исследования и статистический метод многоуровневой согласованной оптимизации. Методика включает поэтапное решение комплексной оценки рациональных параметров КА в составе КС ДЗЗ в рассматриваемый период. На первом этапе решается задача оценки параметров программы модернизации КС ДЗЗ, на втором — задача оценки рациональных параметров модификаций КА с учётом проектно-конструкторских решений (ПКР) подсистем аппарата. Разработан алгоритм комплексной оценки рациональных параметров и программы развития КА ДЗЗ, приведены основные соотношения проектных моделей. Особенностью проектного анализа программы развития КА в рассматриваемый период является комплексный характер исследований. При этом одновременно определяются рациональная структура системы и проектные параметры подсистем (модификаций КА), а также программа модернизации системы — число и сроки проведения модернизаций в рассматриваемый период. Разработанный методический аппарат позволяет учесть динамику функциональных связей и получить необходимые количественные оценки при выборе рациональных проектных решений КА и их модификаций при модернизации КС ДЗЗ в рассматриваемый период.

Ключевые слова:

комплексная оценка параметров и Программы развития космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, алгоритм оценки рациональных параметров, согласованный многоуровневый поиск рациональных параметров

Библиографический список

  1. Бакланов А.И. Анализ состояния и тенденции развития систем наблюдения высокого и сверхвысокого разрешения // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2010. № 2(22). С. 80–91.
  2. Асташкин А.А., Карелин А.В., Кузьмин Ю.А. и др. Обзор орбитальных группировок океанографических космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2018. Т. 165. № 4. С. 9–19.
  3. Гришин А.В., Дедус Ф.Ф., Истомина М.И. и др. Использование перспективной группировки аппаратов для оперативного мониторинга состояния окружающей среды // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6 (85). С. 5–10.
  4. Асташкин А.А., Карелин А.В., Комиссарова И.Н. и др. Обзор орбитальных группировок космических аппаратов оперативного метеонаблюдения // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6 (85). С. 5–10.
  5. Бакланов А.И. Новые горизонты космических систем оптико-электронного наблюдения Земли высокого разрешения // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. Т. 5. № 3. С. 17–28. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2018.5.3.17.28
  6. Бакланов А.И. Новые горизонты космических систем оптико-электронного наблюдения Земли высокого разрешения (часть II) // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. Т. 5. № 4. С. 14–27. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2018.5.4.14.27
  7. 7 Архипов С.А. Исследование требований к перспективной оптико-электронной аппаратуре для малоразмерных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Информация и Космос. 2016. № 3. С. 153–160.
  8. Zhang J., Yan J., Ma Y., Xu D., Li P., Jie W. Infrastructures and services for remote sensing data production management across multiple satellite data centers // Cluster Computing. 2016. Vol. 19, pp. 1243-1260. DOI: 0.1007/s10586-016-0577-6
  9. Chi M., Plaza A., Benediktsson J.A., Sun Z., Shen J., Zhu Y. Big data for remote sensing: challenges and opportunities // Proceedings of the IEEE. 2016. Vol. 104. No. 11, pp. 2207–2219. DOI: 10.1109/jproc. 2016. 2598228
  10. 10 Chen L., Ma Y., Liu P., Wei J., Jie W., He J. A review of parallel computing for large-scale remote sensing image mosaicking // Cluster Computing. 2015. Vol. 18. No. 2, pp. 517–529. DOI: 10.1007/s10586-015-0422-3
  11. Arnaud M., Boissin B., Perret L., Boussarie E., Gleyzes A. The Pléiades High Resolution Program // 57th International Astronautical Congress IAC/IAF/IAA (2-6 October 2006; Valencia, Spain). DOI: 10.2514/6.IAC-06-B1.1.04
  12. Gleyzes A., Perret L. Pleiades high resolution optical Earth Observation system status and future missions preparation in the frame of CXCI CNES program // 64th International Astronautical Congress (23–27 September 2013; Beijing, China). IAC-13-B1.2.2. IAC-13,B1,2,2,x16915.brief.pdf
  13. Ming L. Remote sensing satellite planning in Chinese National Space infrastructure for next eight years // 68th International Astronautical Congress (25-29 September 2017; Adelaide, Australia). IAC-13-B1.2.1.
  14. Абдурахимов А.А., Баландин В.Н., Левандович А.В. Направления совершенствования научно-методического аппарата обоснования тактико-технических требований к группировкам малых космических аппаратов // Информация и Космос. 2016. № 3. С. 153–160.
  15. Пирогова А.М., Приклонский В.И., Федотов А.П. и др. Методика оценки технологических рисков при создании перспективных космических средств дистанционного зондирования Земли // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6(85). С. 101–105.
  16. Стратилатова Н.Н., Куренков В.И., Кучеров А.С. и др. Методика сравнительной оценки эффективности космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с различными оптико-электронными телескопическими комплексами // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2016. Т. 15. № 2. С. 80–89. DOI: 10.18287/2412-7329-2016-15-2-80-89
  17. 17 Пирогова А.М., Приклонский В.И., Черненко Е.Н. и др. Методические принципы проведения исследований приоритетного развития критических технологий для создания космических средств дистанционного зондирования Земли // Космонавтика и ракетостроение. 2014. № 5(78). С. 37–42.
  18. Борисов А.В., Емельянов А.А., Силин Б.Г. Модель оценки производительности перспективной космической системы дистанционного зондирования Земли // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6(85). С. 92–100.
  19. 19 Ковалевский Н.П., Томшина Т.В. Проблема оценки качества информации, полученной с помощью оптико-электронной бортовой аппаратуры дистанционного зондирования Земли // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6(85). С. 20–25.
  20. Бажанов Б.Л., Крылов О.А. Некоторые аспекты повышения производительности автоматических космических аппаратов наблюдения поверхности Земли // Космонавтика и ракетостроение. 2015. № 6(85). С. 77–80.
  21. Матвеев Ю.А., Ламзин В.В. Оптимизация параметров космической системы дистанционного зондирования Земли с учетом особенностей проектно-конструкторских решений космических аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 6. С. 55–66.
  22. Шевченко С.Н. Метод обоснования программ модернизации космических аппаратов // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2020. № 1(47). С. 24–28.
  23. Золотой С.А. Методические основы научного сопровождения процессов создания космических систем дистанционного зондирования Земли // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2017. № 1(35). С. 83–86.
  24. Матвеев Ю.А., Ламзин В.А, Ламзин В.В. Основы проектирования модификаций космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. — М.: Изд-во МАИ, 2015. — 176 с.
  25. Занин К.А., Москатиньев И.В. Основные направления развития зарубежных оптико-электронных космических систем дистанционного зондирования Земли (обзор) // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2019. № 2(44). С. 28–36. DOI: 10.26162/LS.2019.44.2.003
  26. Brender M. GeoEye-1 The Next-Generation Imagery // GIS DEVELOPMENT. 2007. Vol. 11. No. 7, pp. 58–59.
  27. Херринг Ч. Спутник WorldView-2 — новая веха в развитии технологий дистанционного зондирования Земли // Геоматика. 2010. № 2. С. 28–32.
  28. 28 Cook M.K., Peterson B.A., Dial G., Gibson L., Gerlach F.W., Hutchins K.S., Kudola R., Bowen H.S. IKONOS technical performance assessment // Proceedings SPIE 2001. Vol. 4381. DOI: 10.1117/12.436997
  29. Ламзин В.А., Ламзин В.В. Метод прогнозирования характеристик перспективных космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с оптико-электронной съемочной аппаратурой // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28, № 3. С. 95–12. DOI: 10.34759/vst-2021-2-95-112
  30. Бакланов А.И., Блинов В.Д., Горбунов И.А. и др. Аппаратура высокого разрешения для перспективного космического аппарата «Ресурс-ПМ» // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2016. Т. 15. № 2. С. 30–35. DOI: 10.18287/2412-7329-2016-15-2-30-35
  31. Ламзин В.В. Исследование характеристик оптико-электронной космической системы дистанционного зондирования Земли при модернизации в планируемый период // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 46–55.
  32. Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Панченко В.А. и др. Анализ современных возможностей создания малых космических аппаратов для дистанционного зондирования Земли // Труды МФТИ, 2009. Т. 1. № 3. С. 15–23.
  33. Горелов В.А., Лукашевич Е.Л., Стрельцов В.А. Состояние и тенденции развития космических средств дистанционного зондирования высокого разрешения // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. 2002. №№ 4, 5. 2003. №№ 1, 2.
  34. Фортескью П., Суайнерд Г., Д. Старк Д. (ред.) Разработка систем космических аппаратов: Пер. с англ. — М.: Альпина Паблишер, 2015. — 765 с.
  35. Costes V., Cassar G., Escarrat L., Conseil S. Optical design of a compact telescope for the next generation Earth observation system // International Conference on Space Optics — ICSO 2012 (20 November 2017; Ajaccio-Corsica, France). DOI: 10.1117/12/2309055

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2023