ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №7
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.7.1
УДК: 004.021
Оптимизационные методы составления расписания наблюдений за космическими аппаратами в околоземном пространстве наземными радиотехническими измерительными средствами
В.С. Григорьев 1,2, А.В. Ксендзук 1,3
1 ПАО «МАК «Вымпел»
125319, Москва, ул. Героев Панфиловцев, 10, корп.1
2 МФТИ (НИУ)
141701, Московская обл., Долгопрудный, Институтский пер., 9
3 РТУ МИРЭА
119454, Москва, Проспект Вернандского, 78
Статья поступила в редакцию 5 мая 2023 г.
Аннотация. В связи со значительным увеличением количества космических аппаратов на низкой орбите существенную важность приобретает задача планирования наблюдений радиотехническими средствами. В статье показано, что данную задачу можно свести к задаче оптимизации времени наблюдения. Предложено 2 метрики оценки качества плана: метрика минимального значения и среднегеометрическая метрика. Предложено 3 оптимизационных алгоритма планирования: максимизации среднего арифметического, минимизации квадратичного отклонения от среднего, максимизации среднегеометрического. Проведено сравнение предложенных алгоритмов и адаптивного алгоритма случайных блужданий. В результате экспериментальных исследований было выяснено, что наилучшим качеством по выбранным метрикам обладает алгоритм максимизации среднегеометрического, однако, время, затрачиваемое на расчет плана более чем в 65 раз больше, чем для остальных алгоритмов.
Ключевые слова: планирование наблюдений, оценка космической обстановки, методы математической оптимизации, оценка параметров сигнала.
Автор для переписки: Григорьев Василий Сергеевич, grigorev.vs@phystech.edu
Литература
1. Шилин В.Д., Олейников И.И. Область контроля – околоземное пространство: Проблемы и перспективы развития системы контроля космического пространства. Воздушно-космическая оборона. 2010. №1. С.46-53.
2. Волосюк В.К. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации. Москва, Физматлит. 2008. 703 с.
3. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем. Москва, Радио и связь. 1981. 288 с.
4. Колмогоров А.Н. Избранные труды. Математика и механика. Москва, Наука. 1985. 470 с.
5. Канторович Л.В. Математические методы организации планирования производства . Ленинград, Издание ЛГУ. 1939. 68 с.
6. Гасс С. Линейное программирование (методы и приложения). Москва, Физматлит. 1961. 304 с.
7. Кюнци Г.П., Крелле В. Нелинейное программирование. Москва, Советское радио. 1965. 304 с.
8. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование. Москва, Мир. 1967. 506 с.
9. Byrd R.H., Gilbert J.C., Nocedal J. A trust region method based on interior point techniques for nonlinear programming. Mathematical Programming. 2000. V.89. №1. P.149-185. https://doi.org/10.1007/PL00011391
10. Waltz R.A., Morales J.L., Nocedal J., Orban D. An interior algorithm for nonlinear optimization that combines line search and trust region steps. Mathematical Programming. 2006. V.107. №3. P.391-408. https://doi.org/10.1007/s10107-004-0560-5
11. Byrd R.H., Hribar M.E., Nocedal J. An interior point algorithm for large-scale nonlinear programming. SIAM Journal on Optimization. 1999. V.9. №4. P.877-900. https://doi.org/10.1137/S105262349732510
12. Dantzig G.B., Orden A., Wolfe P. Generalized simplex method for minimizing a linear form under linear inequality restraints.Pacific Journal Math. 1955. V.5. P.183-195. https://doi.org/10.2140/pjm.1955.5.183
13. Дикин И.И. Итеративное решение задач линейного и квадратичного программирования. Докл. АН СССР. 1967. Т.174. №4. С.747-748.
14. Boyd S., Boyd S.P., Vandenberghe L. Convex optimization. Cambridge university press. 2004. 730 p.
15. Vallado D., Crawford P. SGP4 orbit determination. AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference and Exhibit. 2008. P.6770. https://doi.org/10.2514/6.2008-6770
16. Boyce W.H. Examination of NORAD TLE accuracy using the iridium constellation. Spaceflight mechanics. 2004. V.119. P.2133-2142.
17. Григорьев В.С., Ксендзук А.В. Планирование наблюдений за космическими аппаратами. адаптивный метод случайных блужданий. VI Международная научно-практическая конференция «Радиоинфоком-2022». 2022. С.67-71.
Для цитирования:
Григорьев В.С., Ксендзук А.В. Оптимизационные методы составления расписания наблюдений за космическими аппаратами в околоземном пространстве наземными радиотехническими измерительными средствами. Журнал Радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.7.1