Задача динамической корректировки плана наблюдений в автоматизированной системе космического мониторинга подвижных морских объектов

• Автор: Посадский, Алексей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Ш1АНИРОВАНИЯ НАБЛЮДЕНИЙ ПМО АКТУАЛЬНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСКМ ПМО

1.1 Назначение и виды спутниковых систем

1.2 Понятие космического мониторинга

1.3 АСКМ ПМО и процесс сс функционирования

1.3.1 Целевое назначение АСКМ ПМО.

1.3.2 Состав АСКМ ПМО.i.

1.3.3 Процесс функционирования АСКМ.

1.3.4 Основные задачи, решающиеся в АСКМ ПМО

1.4 Анализ существующих систем космического мониторинга.
1.5 Задача планирования наблюдений Г1МО важнейшая задача АСКМ ПМО
1.5.1 Содержательная постановка задачи отображение всех факторов, влияющих на эффективность плашрования
1.6 Информация о разработанной имитационной модели для исследования эффективности процесса планирования
1.6.1 Выбор класса ИМ и ее алгоритмическая реализация.
1.6.2 Содержательное определение критерия оценки результатов моделирования
1.7 Актуальность организации динамического процесса корректировки плана наблюдспий в АСКМ ПМО.
1.7.1 Порядок проведения исследований.
1.7.2 Результаты исследований по процентам перекрытия АО КА ОВП ПМО в возможностях наблюдения и значениям МОВажЗВИ и МОВажЗС.
1.7.3 Анализ результатов исследовании.
1.7.4 Выводы
2 ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИЧЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ПЛАНА НАБЛЮДЕНИЙ ПМО
2.1 Системотехнический анализ процесса динамической корректировки плана наблюдспий ПМО.
2.2 Формализованная постановка задачи динамической корректировки плана наблюдений.
2.2.1 Интервал корректировки
2.2.2 Ограничение на объем ДЗУ.к.
2.2.3 Офаничение на количество включений на сутках
2.2.4 Офаничение на время работы на сутках
2.2.5 Офаничения на количество включений и время работы на витках интервапа динамической корректировки.
2.2.6 Функция старения информации.
2.2.7 Формальная запись задачи динамической корректировки плана
2.2.8 Применение косвенных методов для расчета целевой функции задачи планирования.
2.3 Метод и алгоритм решения задачи динамической корректировки
2.3.1 Необходимость планирования по всем КА при выполнении динамической корректировки плана
2.3.2 Начальное устаревание по комбинации ПМО ПФ.
2.3.3 Планирование на неполных витках.
2.3.4 Учет глобальных Офаничений при перепланировании.
2.3.5 Виды возможностей наблюдения при выполнении динамической корректировки .
2.3.6 Сравнение планов наблюдения при выполнении корректировок.
2.3.7 Метод и алгоритм решения задачи динамической корректировки плана наблюдений
2.3.8 Пример работы алгоритма динамической корректировки, трассировочная отладочная печать и визуализация
3 СИСТЕМА ВЛОЖЕННЫХ ИМ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ДИНАМИЧЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ПЛАНА НАБЛЮДЕНИЙ ПМО.
3.1 ИМ баллистического прогноза взаимодействия АО КА с ОВП ПМО, динамика изменения которых уточняется по результатам их наблюдений
3.1.1 События ВИМ.
3.1.2 Программные модули ВИМ
3.1.3 Алгоритм планирования в ВИМ.
3.1.4 Загрузка начального положения КА в ВИМ
3.1.5 Интерфейс сравнения планов наблюдения.
3.1.6 Интерфейс ЛПР.
3.2 ИМ модель оценки эффективности процесса функционирования АСКМ ПМО
3.2.1 Схема событий ОСИМ
3.2.2 Программные модули ОСИМ.
3.2.3 Алгоритм планирования в ОСИМ
3.3 Организация взаимодействия вложенных имитационных моделей при исследовании процесса динамической корректировки
3.3.1 Описание архитектуры взаимодействия в комплексе имитационных моделей
3.3.2 Программная реализация взаимодействия ИМ
3.3.3 Блоксхемы взаимодействия имитационных моделей
3.3.4 Использование СИМ i.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ МЕХАНИЗМА ДИНАМИЧЕСКОЙ КОРРЕКТИРОВКИ
4.1 Влияние периодичности корректирования плана наблюдений на эффективность внедрения динамической корректировки.
4.1.1. Исходные данные
4.1.2 Порядок проведения экспериментов
4.1.3 Результаты экспериментов по показателю МОВажЗВИ с варьированием периодичности корректировок
4.1.4 Результаты экспериментов но критерию МОВажЗВИ с варьированием вероятности успешного выполнения корректировки.
4.1.5 Результаты экспериментов по показателю МОВажЗС с варьированием периодичности корректировок
4.1.6 Результаты экспериментов по критерию МОВажЗС с варьированием вероятности успешного выполнения корректировки.
4.1.7 Выводы
4.2 Влияние скорости, маневренности ПМО и ширины полосы обзора АО КА на эффективность применения динамической корректировки
4.2.1 Исходпые данные.
4.2.2 Порядок проведения экспериментов
4.2.3 Результаты экспериментов по критерию МОВажЗВИ.
4.2.4 Анализ эффективности внедрения динамической корректировки на примере показателя МОВажЗВИ
4.2.5 Выводы
4.3 Варьирование ресурсов.
4.3.1 Исходные данные.
4.3.2 Порядок проведения экспериментов
4.3.3 Результаты экспериментов
4.3.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В первой главе приведена информация о структуре и составе АСКМ и процессе ее функционирования, освещается задача планирования наблюдений областей возможных положений ОВП ПМО. Рассмотрены процессы функционирования АСКМ, связанные с решением задачи планирования и решением задачи планирования с использованием динамической корректировки плана наблюдений. Приведено обоснование необходимости решения задачи планирования с динамической корректировкой плана посредством выявления слабых мест существующего решения. Приведены схемы работы алгоритма, рассмотрен пример работы, формы трассировочной печати и визуализации. Третья глава описывает КИМ процесса функционирования АСКМ, разработанный с целью исследования эффективности решения задачи планирования с применением метода динамической корректировки и подготовки исходных данных для выполнения динамической корректировки плана наблюдений. Рассмотрены программные модули КИМ АСКМ, блоксхемы взаимодействия моделей и способы программной реализации взаимодействия процессов. В четвертой главе диссертации приведены результаты исследований эффективности процесса планирования с применением механизма динамической корректировки в сравнении с суточным планированием с использованием вычислительных экспериментов с разработанными программными реализациями решения задачи планирования, выполнения динамической корректировки и соответствующих экспериментов на КИМ АСКМ. В начале XXI века глобальные источники информации занимают значительное место в современном мире. Такими источниками являются спутниковые системы мониторинга. Накопленный опыт использования достижений космической техники в интересах обеспечения обороноспособности страны, ее народного хозяйства и отечественной науки, значительный вклад космонавтики в решение широкого круга задач, поставленных этими потребителями, объективно определил безусловную необходимость развития спутниковых систем космического мониторинга . Спутниковая система представляет собой совокупность группировку согласованно действующих космических аппаратов, связанных функционально в единую систему. Спутниковые системы сегодня способны полнее удовлетворять потребности общества. По целевому назначению различают коммуникационные спутниковые системы, навигационные спутниковые системы и спутниковые системы мониторинга окружающей среды. Это наиболее развитый класс систем. В качестве примера можно привести функционирующие системы Iii, Купон, Ямал, проектируемые системы Гонец, Сигнал, i. Интенсивное развитие спутниковых систем связи обусловлено высокой востребованностью этот вида услуг и достаточно быстрой окупаемостью. Спутниковые системы мониторинга окружающей среды предназначены для получения информации о земной поверхности и атмосфере с целью решения широкого спектра задач научного и прикладного характера. К их числу можно отнести задачи дистанционного зондирования Земли, экологического мониторинга, исследования природных ресурсов, океанологии, сельского хозяйства и т. Навигационные спутниковые системы служат для определения местонахождения и скорости различных объектов в пространстве. В качестве потребителей навигационной информации могут выступать космические аппараты, авиация, морской флот, наземные транспортные средства и т. Функционирующими навигационными системами в настоящее время являются российская система ГЛОНАСС и американская система . Информация, поступающая от одиночных спутников, в настоящее время уже не может удовлетворять ее потребителей по охвату наблюдаемых территорий, периодичности наблюдений и другим характеристикам. В связи с этим проблемы, связанные с созданием и функционированием навигационных спутниковых систем, становятся все более актуальными. Основное назначение спутниковых навигационных систем определение координат места различных объектов в любой точке Земного шара или вблизи поверхности Земли вне зависимости от времени суток и метеоусловий. Полученная информация является очень важной и ценной для различных потребителей, в том числе и для морского флота.