Belenky, Iván (2021) Análisis, desarrollo e implementación de algoritmos para diseño de una constelación satelital / Satellite constellation design toolkit. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
El diseño de constelaciones es una tarea que no posee reglas estrictas y presenta una dinámica multiobjetivo. Esto se debe a la presencia de variados requisitos que una constelación satelital debe cumplir. El presente trabajo busco hacer una revisión de los principios necesarios en un análisis que asista al diseño. Para lograr esto se implemento una librera en Python con utilidades que traducen el problema físico y el de análisis. Se hizo especial hincapié en el estudio de la Cobertura. Se utilizaron patrones de diseño propios de la programación orientada a objetos para lograr una arquitectura capaz de ser escalada tanto para el usuario como para el desarrollador. Se estudiaron los casos de uso generales de la herramienta. Se replicaron también casos de ejemplo presentes en la bibliografía. Asimismo se resolvió un problema particular. Esto se realizo acoplando las utilidades desarrolladas en un esquema de automatización automático, definiendo funciones de costo acordes al problema planteado. Se obtuvieron resultados satisfactorios tanto para el análisis manual realizado por el usuario como el automático mediante el uso de algoritmos genéticos.
Resumen en inglés
The satellite constellation design process is a non-linear multiobjective task. This is caused by the wide range of requirements that must be satised. This work travels through the whole design process, and it establishes an order of priority between design parameters. It must be said that in order to achieve this, a Python library was built. It was developed paying special attention to the Coverage merit gures, and constellation dependence. Design Patterns were used in a OOP scheme. General use cases were studied, as well as example cases found on the bibliography. A specic optimization problem was solved. The latter got done using a genetic algorithm wrapped around the library utilities as well as manual optimization loops.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Satellites; Satélites; Communications; Comunicación; Design; Diseño; Algorithms; Algoritmo; [Constellation; Constelación] |
| Referencias: | [1] Wertz, J. R. Mission geometry; orbit and constellation design and management. Space Technology Library, 2001. ix, ix, ix, ix, ix, ix, ix, ix, ix, x, x, x, 2, 6, 7, 8,13, 14, 18, 19, 20, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 35, 36, 37, 40 [2] Bezdek, A., Sebera, J. Matlab script for 3d visualizing geodata on a rotating globe. Computers Geosciences, 56, 127-130, 2013. URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009830041300068X. ix, 11 [3] Vallado, D. A., Finkleman, D. A critical assessment of satellite drag and atmospheric density modeling. Acta Astronautica, 95, 141-165, 2014. URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576513003755. ix, 14 [4] Wikimedia commons. inclined geosynchronous orbit (igso). inclination: 30° + 63°; eccentricity: 0.0;, 2008. URL https://pl.m.wikipedia.org/wiki/Plik:Igso3063.jpg. ix, 16 [5] Wikimedia commons. 1,584 satellites will be into 72 orbital planes of 22 satellites each, inclination 53°., 2019. URL https://commons.wikimedia.org/wiki/File: Starlink_SpaceX_1584_satellites_72_Planes_22each.png. x, 34 [6] Nadoushan, M. J., Assadian, N. Repeat ground track orbit design with desired revisit time and optimal tilt. Aerospace Science and technology, 40, 200-208, 2015. xii, 97, 100 [7] Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., Meyarivan, T. A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: Nsga-ii. IEEE transactions on evolutionary computation, 6 (2), 182-197, 2002. xii, 103, 104 [8] Sidi, M. J. Spacecraft dynamics and control: a practical engineering approach, tomo 7. Cambridge university press, 1997. 1, 2, 6 [9] Bernard, J. Mouvement keplerien et perturbe, 1983. 10 [10] Escobal, P. Methods of orbit determination, 479, 1965. 10 [11] Draim, J. E. Continuous global n-tuple coverage with (2n+ 2) satellites. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 14 (1), 17-23, 1991. 25 [12] DRAIM, J. Lightsat constellation designs. En: 14th International Communication Satellite Systems Conference and Exhibit, pag. 1988. 1992. 25 [13] Draim, J. Elliptical-orbit meo constellations: A cost-effective approach for multisatellite systems. Space Technology, 1 (16), 21-29, 1996. 25 [14] Meeus, J. Astronomical algorithms (richmond, va: Willmann-bell). Inc [Google Scholar], 1991. 25 [15] Kessler, D. J., Cour-Palais, B. G. Collision frequency of articial satellites: The creation of a debris belt. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 83 (A6), 2637-2646, 1978. 32 [16] Draim, J. E., Cefola, P., Castrel, D. Elliptical orbit constellations-a new paradigm for higher efficiency in space systems? En: 2000 IEEE aerospace conference. Proceedings (Cat. No. 00TH8484), tomo 7, pags. 27-35. IEEE, 2000. 38, 39 [17] Draim, J. E. A common-period four-satellite continuous global coverage constellation. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 10 (5), 492-499, 1987. 39 |
| Materias: | Informática > Desarrollo de software |
| Divisiones: | INVAP |
| Código ID: | 1022 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 26 Abr 2022 15:29 |
| Última Modificación: | 26 Abr 2022 15:29 |
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