Анализ оперативности информационных взаимодействий в низкоорбитальных многоспутниковых группировках
Ключевые слова:
автономное планирование, сетевое управление, информационное взаимодействие, группа малых спутников, DTN технология, CGR метод маршрутизацииАннотация
Исследуются коммуникационные сети и информационные взаимодействия в низкоорбитальных многоспутниковых группировках, выполняющих задачи дистанционного зондирования Земли. Исследования вопросов создания коммуникационной сети в данном случае является необходимым условием, так как возможности и эффективность информационного взаимодействия непосредственно зависят от возможностей сети связи. В основе создания коммуникационной сети, устойчивой к разрывам и задержкам в каналах связи, рассматривается DTN (от англ. Delay-and-Disruption Tolerant Networking) технология, а в основе маршрутизации сообщений — CGR (от англ. Contact Graph Routing) подход. Эти технология и подход в оригинале разрабатываются и используются для обеспечения связи с космическими аппаратами, находящимися в далеком космосе. Поэтому в работе рассматриваются вопросы и задачи, возникающие в связи с использованием DTN технологии и CGR метода маршрутизации применительно к низкоорбитальным спутниковым группировкам. Целью исследования информационного взаимодействия является разработка эффективных схем (протоколов) взаимодействия. Анализируются схемы информационного взаимодействия, которые могут использоваться группировкой спутников при автономном планировании поступающих заявок на дистанционное зондирование Земли. Наряду с автономным планированием также исследуется информационное взаимодействие, которое может использоваться для реализации сетевого управления группировкой спутников в случае наземного планирования. Эффективность схем информационного взаимодействия оценивается оперативностью выполнения заявок. Измерение оценок оперативности выполняется на основе имитационного моделирования коммуникационной сети и соответствующей схемы информационного взаимодействия.
Литература
2. Потюпкин А.Ю., Данилин Н.С., Селиванов А.С. Кластеры малоразмерных космических аппаратов как новый тип космических объектов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2017. Т 4(4). C. 45–56.
3. Соколов Н.Л. и др. Основные принципы создания космической информационной сети, устойчивой к разрывам и задержкам в каналах связи // Лесной вестник. 2015. Т. 19. № 3. С. 137–144.
4. Мирошников Д.Ю., Симонова Е.В. Распределенное мультиагентное планирование выполнения задач в группе устройств // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т.18. № 4-4. С. 793–798.
5. Araniti G. et al. Contact Graph Routing in DTN Space Networks: Overview, Enhancements and Performance // IEEE Communication Magazine. 2015. pp. 38–46.
6. Birrane E., Burleigh S., Kasch N. Analysis of the contact graph routing algorithm: Bounding interplanetary paths // Acta Astronautica. 2012. no. 75. pp. 108–119.
7. Fraire J.A. et al. Assessing Contact Graph Routing Performance and Reliability in Distributed Satellite Constellations // Journal of Computer Networks and Communications. 2017. vol. 2017. 18 p.
8. Caini C., Firrincieli R. Application of Contact Graph Routing to LEO satellite DTN communications // IEEE International Conference on Communications. 2012. pp. 3301–3305.
9. 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.
10. van der Horst J., Noble J. Task allocation in networks of satellites with Keplerian dynamics // Acta Futura. 2012. vol. 5. pp. 143–151.
1. Gottfert T. et al. Robust Commanding // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014. pp. 1808.
11. Wörle M.T. et al. The Incremental Planning System — GSOC’s Next Generation Mission Planning Framework // Proceedings of the 14th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014. pp. 1785.
12. Скобелев П.О. и др. Планирование целевого применения группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с использованием мультиагентных технологий // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 10(171). С. 60–70.
13. 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. vol. 2. pp. 1160–1176.
14. Herz E. EO and SAR Constellation Imagery Collection Planning // Proceedings of the 14th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014. pp. 1728.
15. Maillard A. et al. Ground and board decision-making on data downloads // Proceedings of 25th International Conference on Automated Planning and Scheduling. 2015. pp. 273–281.
16. Lenzen C. et al. Onboard Planning and Scheduling Autonomy within in Fire Bird Mission // Proceedings of the 14th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014. pp. 1759.
17. 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.
18. Herz E. et al. Onboard Autonomous Planning System // Proceedings of the 14-th International Conference on Space Operations, SpaceOps AIAA. 2014. pp. 1783.
19. Li J., Chi Y. Planning and Scheduling of an Agile EOS Combining Onground and On-board Decisions // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2018. vol. 382. no. 3. pp. 032023.
20. Hanson J., Sanchez H., Oyadomari K. The EDSN Intersatellite Communications Architecture // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2014. SSC14-WS1.
21. Chartres J., Sanchez H., Hanson J. EDSN Development Lessons Learned // Proceedings of the AIAA/USU Conference on Small Satellites. 2014. SSC14-VI-7.
22. Клюшников В.Ю. Построение кластеров малых космических аппаратов // Известия вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59(6). С. 423–428.
23. Городецкий В.И, Карсаев О.В. Самоорганизация группового поведения кластера малых спутников распределенной системы наблюдения // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 1-2. С. 234–248.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) 2019 Олег Владиславович Карсаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
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).