طراحی بهینه هندسه بخش فضایی سیستم های ماهواره ای منطقه ای برای اهداف تعیین موقعیت و هواشناسی

یکی از مراحل توسعه سیستم هایی ماهواره ای، طراحی هندسه بخش فضایی است. در این پایان نامه طراحی هندسی بهینه این سیستم ها با دو هدف مجزا بررسی می گردد. هدف اول ارائه خدمات تعیین موقعیت و ناوبری به صورت مستقل در منطقه خاورمیانه است. درحالی که در هدف دوم یک سیستم ماهواره ای هواشناسی به منظور تهیه داده های رادیو آکولتیشن با تعداد و توزیع بهینه در منطقه آسیا-اقیانوسیه دنبال می شود. برای تعیین هندسه سیستم تعیین موقعیت، pdop و نرخ موفقیت در حل ابهام فاز به عنوان دو معیار مناسب ارزیابی و معرفی شده است. از دسته بندی ماهواره ها به منظور گردش آن ها در یک مسیر بسته یکسان در سیستم مختصات زمین چسب و با فاصله ثابت و برابر به عنوان قید در فضای بهینه سازی این مسئله استفاده شده است. با بحث بر روی تعداد ماهواره ها، 6 و 7 ماهواره برای ارزیابی و تصمیم گیری در خصوص تعداد مناسب ماهواره ها انتخاب شده است. پس از بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و ارزیابی سیستم های پیشنهادی، عملکرد منطقه ای مبتنی بر pdop برای سیستم شامل 7 ماهواره، نه تنها با gps قابل مقایسه است بلکه مقادیر محاسبه شده ارزش منظومه مبتنی بر pdop با آستانه های 1/25، 1/5 و 2 برتری عملکرد این سیستم را نشان می دهد. نشان داده شده است که چنانچه علاوه بر ناوبری، تعیین موقعیت دقیق یکی از اهداف اصلی توسعه این سیستم باشد، استفاده از 7 ماهواره منطقی خواهد بود. همچنین، در پی طراحی هندسه فضایی یک سیستم متشکل از 6 ماهواره leo به منظور جمع آوری داده های رادیو آکولتیشن در منطقه آسیا-اقیانوسیه، نرم توزیع و cov در یک فضای سه بعدی زمان-مکان به عنوان پارامترهای ارزیابی تعریف و منظومه های گل، شبکه ای دو بعدی و سه بعدی به عنوان قیود فضای بهینه سازی انتخاب شده اند. پس از بهینه سازی بر مبنای تابع هزینه نرم توزیع داده ها، عملکرد دو سیستم پیشنهادی با سیستم formosat-3/cosmic مقایسه شده است. این مقایسه مبتنی بر نرم توزیع، cov و تعداد داده های نتیجه شده در روز های اول ماه های سال 2013 صورت گرفته است. نتایج برتری کامل هندسه بهینه گل شبکه ای دو بعدی پیشنهادشده بر مبنای سه ارزیابی صورت گرفته و شکست استفاده از مدارهای بیضوی استفاده شده در هندسه گل شبکه ای سه بعدی را در تمامی مراحل ارزیابی نشان می دهند.