Обзор традиционных и инновационных систем планирования миссий космических аппаратов
Ключевые слова:
автономное планирование, информационное взаимодействие, групповое поведениеАннотация
В статье выполняется обзор традиционных и инновационных систем планирования миссий космических аппаратов, выполняющих задачи наблюдения целевых объектов на Земле и/или в космическом пространстве. В традиционных системах планирования космические аппараты выполняют планы, рассчитанные на Земле. В таком случае возникает ряд объективных недостатков, которые могут существенно ограничивать эффективность использования космических аппаратов и их ресурсов. В статье приводится описание и анализ таких недостатков. Наличие таких недостатков и новые постановки задач, возникающие в связи с тенденцией использования малых космических аппаратов, являются основными причинами развития инновационных методов и систем планирования. Инновационные методы и системы планирования главным об-разом предполагают развитие двух основных возможностей: автономное адаптивное планирование на борту космических аппаратов и информационное взаимодействие между ними. Развитие второй возможности рассматривается как основа для обеспечения адаптивного группового поведения космических аппаратов. В обзоре рассматриваются примеры инновационных систем планирования, которые либо уже используются в экспериментальных режимах в текущих миссиях, либо находятся на стадии исследований, на уровне компьютерного моделирования. Статья также содержит обзор нескольких перспективных решений в области связи между космическими аппаратами, так как возможность использования таких решений оказывает существенное влияние на постановку задачи планирования миссий космических аппаратов.Литература
1. Davis Т.М. Operationally Responsive Space – The Way Forward // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–7–49.
2. Chien S. et al. A generalized timeline representation, services, and interface for automating space mission operations // Proceedings of the 12th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2012.
3. Herz E. EO and SAR Constellation Imagery Collection Planning // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
4. Iacopino C., Harrison S., Brewer A. Mission Planning Systems for Commercial Small-Sat Earth Observation Constellations // Proceedings of the 9th International Workshop on Planning and Scheduling for Space (IWPSS). 2015. pp. 45–52.
5. Wörle M. et al. The Incremental Planning System – GSOC’s Next Generation Mission Planning Framework // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
6. Gottfert T. et al. Robust Commanding // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
7. Michel J. et al. A Portable Autonomous Ground Station to Support a Constellation of CubeSats // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–6–39.
8. Platzer P., Wake C., Gould L. Smaller Satellites, Smarter Forecasts: GPS-RO Goes Mainstream // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–7–53.
9. Schwab T. Implementing a Small Satellite Information Enterprise Using a Modular Open Architecture Approach Based on International Standards // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–I–2.
10. van der Horst J., Noble J. Task allocation in networks of satellites with Keplerian dynamics // Acta Futura. 2012. vol. 5. pp 143‒151.
11. Maillard A. et al. Ground and board decision-making on data downloads // Proceedings of 25th International Conference on Automated Planning and Scheduling. 2015.
12. Lenzen C. et al. Onboard Planning and Scheduling Autonomy within the Scope of the Fire Bird Mission // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
13. Kennedy A. et al. Automated Resource-Constrained Science Planning for the MiRaTA Mission // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–6–37.
14. Herz E., George D., Esposito T., Center K. Onboard Autonomous Planning System // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
15. Martin-Pimentel P. et al. Laser Com in space, the operational concept // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
16. Israel D., Edwards B., Wilson K., Moores J. An Optical Communications Pathfinder for the Next Generation Tracking and Data Relay Satellite // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
17. European Data Relay System. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/European_Data_Relay_System (дата обращения 01.06.2016).
18. Королев Б. Технология работы космической оптической линии связи для повышения оперативности управления и получения информации потребителем в процессе функционирования космических средств // Космическая техника и технология. 2014. Вып. 1(4). С. 39‒47.
19. Hanson J., Sanchez H., Oyadomari K. The EDSN Intersatellite Communications Architecture // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2014. SSC14-WS1.
2. Chien S. et al. A generalized timeline representation, services, and interface for automating space mission operations // Proceedings of the 12th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2012.
3. Herz E. EO and SAR Constellation Imagery Collection Planning // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
4. Iacopino C., Harrison S., Brewer A. Mission Planning Systems for Commercial Small-Sat Earth Observation Constellations // Proceedings of the 9th International Workshop on Planning and Scheduling for Space (IWPSS). 2015. pp. 45–52.
5. Wörle M. et al. The Incremental Planning System – GSOC’s Next Generation Mission Planning Framework // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
6. Gottfert T. et al. Robust Commanding // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
7. Michel J. et al. A Portable Autonomous Ground Station to Support a Constellation of CubeSats // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–6–39.
8. Platzer P., Wake C., Gould L. Smaller Satellites, Smarter Forecasts: GPS-RO Goes Mainstream // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–7–53.
9. Schwab T. Implementing a Small Satellite Information Enterprise Using a Modular Open Architecture Approach Based on International Standards // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–I–2.
10. van der Horst J., Noble J. Task allocation in networks of satellites with Keplerian dynamics // Acta Futura. 2012. vol. 5. pp 143‒151.
11. Maillard A. et al. Ground and board decision-making on data downloads // Proceedings of 25th International Conference on Automated Planning and Scheduling. 2015.
12. Lenzen C. et al. Onboard Planning and Scheduling Autonomy within the Scope of the Fire Bird Mission // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
13. Kennedy A. et al. Automated Resource-Constrained Science Planning for the MiRaTA Mission // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2015. SSC15–6–37.
14. Herz E., George D., Esposito T., Center K. Onboard Autonomous Planning System // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
15. Martin-Pimentel P. et al. Laser Com in space, the operational concept // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
16. Israel D., Edwards B., Wilson K., Moores J. An Optical Communications Pathfinder for the Next Generation Tracking and Data Relay Satellite // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014.
17. European Data Relay System. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/European_Data_Relay_System (дата обращения 01.06.2016).
18. Королев Б. Технология работы космической оптической линии связи для повышения оперативности управления и получения информации потребителем в процессе функционирования космических средств // Космическая техника и технология. 2014. Вып. 1(4). С. 39‒47.
19. Hanson J., Sanchez H., Oyadomari K. The EDSN Intersatellite Communications Architecture // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2014. SSC14-WS1.
Опубликован
2016-10-10
Как цитировать
Карсаев, О. В. (2016). Обзор традиционных и инновационных систем планирования миссий космических аппаратов. Труды СПИИРАН, 5(48), 151-181. https://doi.org/10.15622/sp.48.8
Раздел
Методы управления и обработки информации
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).
