علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

طراحی بهینه منظومه ماهواره‌ای ناوبری ارتفاع پایین زمین با استفاده از روش الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات چند هدفه

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 گروه مهندسی فناوری ماهواره، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 گروه مهندسی ماهواره، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران
3 گروه طراحی کاربردی، دانشکده مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در طراحی منظومه‌های ماهواره‌ای، به‌ویژه در کاربردهای مرتبط با ناوبری و موقعیت‌یابی، عملکرد سیستم و هزینه‌های مرتبط با آن، از جمله عوامل کلیدی در هدایت فرآیند طراحی به شمار می‌روند. در سال‌های اخیر، منظومه‌های ماهواره‌ای مدار پایین زمین (LEO) به دلیل قابلیت تأمین پوشش گسترده، زمان تأخیر پایین و هزینه‌ی ساخت و پرتاب نسبتاً کمتر، توجه بسیاری از پژوهشگران و صنعت‌گران را به خود جلب کرده‌اند. در همین راستا، این پژوهش با هدف توسعه‌ی یک ابزار طراحی برای بهینه‌سازی هم‌زمان عملکرد و هزینه‌ی منظومه‌های ناوبری در مدار LEO انجام گرفته‌است. ابزار پیشنهادی از لینک نرم‌افزارهای MATLAB و STK توسعه یافته و از الگوریتم بهینه‌ سازی چندهدفه‌ی ازدحام ذرات (MOPSO) برای جستجوی فضای طراحی استفاده‌ می‌کند. شاخص عملکردی اصلی در این پژوهش، پارامتر دقت هندسی منظومه‌های ناوبری (GDOP) در سطح زمین در نظر گرفته شده‌است. همچنین، به‌منظور تخمین هزینه‌های کلی سامانه، از ترکیبی از مدل‌های هزینه USCM8 و SSCM استفاده شده‌است. پارامترهای طراحی شامل تعداد ماهواره‌ها، تعداد صفحات مداری، مشخصات منظومه واکر، المان‌های مداری و توان فرستنده هستند. ابزار طراحی توسعه‌یافته با انجام ارزیابی‌های چند سناریویی، قادر است تحلیل جامعی از مصالحه میان دقت پوشش‌ دهی و هزینه‌ی سامانه ارائه دهد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها حاکی از آن است که این ابزار، با تولید پاسخ‌های معتبر و واقع‌گرایانه، می‌تواند به عنوان یک ابزار دقیق در طراحی مفهومی منظومه‌های ماهواره‌ای ناوبری مورد استفاده قرار گیرد. این پژوهش می‌تواند گام مؤثری در جهت تلفیق روش‌های بهینه‌سازی هوشمند با ابزارهای شبیه‌سازی فضایی تلقی شود و زمینه‌ساز تحقیقات پیشرفته‌تری در حوزه طراحی سامانه‌های فضایی باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 13 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 01 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 21 آبان 1404
  • تاریخ اولین انتشار 11 آذر 1404