فهرست مطالب
نشریه علوم و فناوری فضایی
سال چهاردهم شماره 3 (پیاپی 48، پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/10/18
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحات 1-14
در مسایل طراحی واقعی و صنعتی متغیرها همیشه به صورت معین نمیباشند زیرا عدم قطعیتها در بسیاری از بخشهای مختلف طراحی خودنمایی میکنند که میتوانند منجر به شکست و یا ناکارآمدی طراحی گردند. با پیشرفت فناوری در دهه های گذشته، روش های مختلفی برای مقابله با اثرات عدم قطعیت ورودی در مسایل بهینه سازی طراحی، ارایه شده است. یکی از این روش ها روش بهینهسازی بدترین حالت است. در پژوهش حاضر به طراحی یک سیستم کنترل عکس العملی هیدرازینی با سه نوع مختلف این روش، مبتنی بر حداکثر درست نمایی برای بیان عدم قطعیتها بدون هیچ فرض خاصی بر روی نوع توزیع و حتی عدم قطعیت در پارامترهای توزیع توسط مجموعه خانواده جانسون پرداخته شده است. همچنین یک فرمول بندی جداسازی شده برای متغیرها و پارامترهای طراحی پیشنهاد شده که سازگار با هر دو نوع عدم قطعیت شناختی و غیرشناختی با هر سه نوع داده تنک، چند بازهای و تک بازهای است.
کلیدواژگان: بهینه سازی بدترین حالت، سیستم پیشرانش تک مولفه، حداکثر درست نمایی، عدم قطعیت -
صفحات 15-22
تلاطم در مخازن فضاپیما در حین انجام مانور مداری اثرات نامطلوبی دارد. بنابراین با توجه اهمیت مانور مداری صحیح برای رسیدن به مدار هدف، باید قبل از انجام مانورهای مداری تلاطم مدلسازی و روشی مناسبی برای کنترل آن انتخاب شود. در این مقاله با استفاده از یک روش جدید به مدلسازی تلاطم در مخازن پرداخته و همچنین برای اولین بار کنترل وضعیت فضاپیما و کنترل تلاطم به طور همزمان با استفاده از این مدل شبیه‌سازی شده است. تلاطم سوخت با استفاده از مدل توپ پالسی متحرک مدلسازی و معادلات دینامیکی کل سیستم با استفاده از معادلات کرشهف استخراج شده است. مانور فضاپیما و حرکت توپ پالسی متحرک در صفحه در نظر گرفته شده و در نتیجه سیستم فضاپیما و توپ پالسی دارای چهار درجه آزادی خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده موفقیت‌آمیز بودن مدلسازی ارایه شده و کنترل همزمان تلاطم و وضعیت می‌باشد.
کلیدواژگان: مدل سازی تلاطم، توپ پالسی متحرک، کنترل تلاطم، کنترل وضعیت، دینامیک ترکیب شده تلاطم و فضاپیما -
صفحات 23-37
تلفیق تصویر راهکاری رایج به منظور ایجاد هم افزایی در محتوای تصاویر چندطیفی و پانکروماتیک محسوب می شود. تاکنون راهکارهای مختلفی به منظور انجام فرایند تلفیق توسعه یافته اند که به کارگیری فضای فرکانس یکی از این راهکارها بشمار می رود. تلفیق تصاویر در فضای فرکانس به کمک فیلترهای بالاگذر و پایین گذر انجام شده که تعیین ابعاد بهینه ی فیلترها مهم ترین چالش آن محسوب می شود. در این مقاله به منظور بهره مندی توامان از محتوای طیفی و جزییات مکانی تصاویر، شاخصی وزن دار متشکل از دو شاخص رنگ پذیری و جزییات مکانی پیشنهاد شده است. شاخص مذکور توانسته با اتکا به معیارهای هندسی و آماری فضای ویژگی در کنار به کارگیری فیلترهای نرم، نتایج مطلوبی را در شناسایی ابعاد بهینه ی فیلترگذاری تامین سازد. در سازوکار پیشنهادی، وزن شاخص های رنگ پذیری و جزییات مکانی با در نظر گرفتن تمایز در محتوای تصاویر، برای هر تصویر به طور مستقل برآورد می گردد. مقایسه ی بهترین نتایج کسب شده از روش پیشنهادی با روش های رایج تلفیق حاکی از بهبود به طور متوسط 58 درصدی در دقت (RMSE) فرایند تلفیق می باشد.
کلیدواژگان: سنجش ازدور، تلفیق تصویر، فضای فرکانس، تبدیل فوریه، فیلترگذاری -
صفحات 39-50
در طراحی، ایجاد یک زبان مشترک میان موضوعات مختلف مهندسی، درنظر گرفتن ترجیحات ذهنی طراح/مشتری و بهره گیری کامل از مزایای روش های MDO؛ ازمهم ترین فاکتورهابرای دستیابی به نتایج منطقی می باشد.دراین مقاله،یک رویکرد جامع ترجیح محور طراحی ارایه می شودکه تلاش دارددرساختاری دومرحله ای و با بهره گیری از دوبهینه ساز تودرتو،شاخص های انتزاعی راکه درقالب بیشینه سازی مفهوم رضایت طراح/مشتری بیان می گردند،درکناراهداف عملیاتی که درقالب یک معیار کارایی فرمول بندی می شود؛تامین نماید.درمرحله اول روشCPD، بابهره گیری ازمفهوم رضایت،ترجیحات ذهنی طراح/مشتری درقالب روابط فازی به شکل شاخص های الزامی و آرمانی تعریف می گردند.از آن جایی که نتایج حاصل از این مرحله، غیردقیق هستند؛درمرحله دوم تلاش می شودتاباتعریف یک معیارکارایی و تبیین پارامترهای نگرش،مصالحه های لازم درجهت ارضای ترجیحات طراح/مشتری به منظور دستیابی به یک طرح بهینه انجام پذیرد.روش مذکوردرطراحی یک حامل برای ارسال محموله 1200کیلوگرمی به مدار 750 کیلومتری پیاده سازی شده است.برای ارزیابی پاسخ ها، فرآیند طراحی حامل با استفاده از رویکردMDOوچارچوب همه باهم(AAO) نیز انجام گرفته است.مقایسه نتایج نشان می دهد که علی رغم بیشتر بودن جرم حامل طراحی شده به روشCPD،رضایت سراسری این طرح بیشتربوده وترجیحات طراح/مشتری ارضا شده اند.
کلیدواژگان: روش جامع ترجیح محور، حامل فضایی، معیار کارایی، رضایت، منطق فازی، بهینه سازی -
صفحات 51-63
در این مقاله رفتار ارتعاشات آزاد، اجباری و پایداری یک سازه انعطافپذیر بلند ترک دار با پایه دوار با استفاده از روش هوموتوپی پرتوربیشن بررسی شده است. ترک در مسئله حاضر با استفاده از المان فنر پیچشی بر روی سازه ای که از تیوری اویلر برنولی تبعیت میکند مدلسازی شده است. معادلات غیرخطی حرکت سیستم با لحاظ تغییرشکلهای خارج صفحه ای و نیروهای گریز از مرکز و با بکارگیری حساب تغییرات و روش مودهای فرضی استخراج شده است. با اعمال روش گلرکین بعد زمانی به صورت یک معادله دیفرانسیل مرتبه دوم غیرخطی در حوزه زمان تبدیل میشود. نتایج به ازاء تغییر پارامترهایی از جمله سرعت دوران، موقعیت و سفتی ترک در قالب نمودارهای پاسخ زمانی، نمودار فازی و دوشاخگی بررسی و تحلیل شده است. نشان داده شده است که با افزایش سرعت زاویه ای، یک نیروی کششی در امتداد محور سازه ایجاد شده که منجر به استحکام تیر ترکدار، حرکت نمودار دوشاخگی بسمت راست و تغییر رفتار غیرخطی سیستم میشود.
کلیدواژگان: مودهای فرضی، ترک، هوموتوپی پرتوربیشن، ارتعاشات غیرخطی، تحلیل پایداری -
صفحات 65-73
با توجه به پیشرفت روزافزون صنایع هوافضایی به خصوص صنعت ماهواره ای کشور در سال های اخیر توجه زیادی به مسئله تعیین وضعیت ماهواره صورت گرفته است. تعیین وضعیت ماهواره به روش های گوناگونی از قبیل: رادیویی، راداری، روش نوری، روش GPS، روش q، و روش فیلتر کالمن انجام می گیرد که هرکدام از این روش ها مزایا و معایبی دارند. با توجه به اختلالات موجود در فضا، دقت بالا در تعیین وضعیت، روش های مختلف برای به دست آوردن دقت تعیین وضعیت مناسب ماهواره، دستیابی مطلوب به موقعیت و سرعت و زمان ماهواره جزء اولویت های تعیین وضعیت ماهواره به شمار می آیند. با این اوصاف، در این مقاله ابتدا مروری بر انواع روش های تخمین وضعیت ماهواره صورت گرفته است و سپس به بررسی عملکرد و روابط روش ها پرداخته شده است. تاکید این مقاله بر روی بررسی مزایا و معایب روش qEKFبا سایر روش های موجود می باشد.
کلیدواژگان: ماهواره، تعیین وضعیت، تخمین وضعیت، الگوریتم qEKF، فیلترکالمن، روش q -
صفحات 75-90
مسئله اصلی مورد مطالعه در این مقاله، تخمین خطای موقعیت سیستم ناوبری اینرسی از طریق تلفیق با داده های سامانه ی بینایی است. بستر مورد مطالعه، یک فضاپیمای بازگشتی است که باید موقعیت خود را نسبت به یک نقطه فرود از پیش تعیین شده، بطور دقیق اندازه گیری کند. فرض شده است که فضاپیما از یک سیستم ناوبری ماهواره ای کمکی بهره می گیرد. بنابراین در مواقعی که سیگنال ماهواره ها قطع شوند یا در حالتی که فرود بر یک سکوی دریایی متحرک موردنظر باشد، داده های سیستم ناوبری تصویری، جایگزین اطلاعات سیستم ناوبری ماهواره ای شده و باعث بهبود دقت سیستم ناوبری فضاپیما می شوند. برای تلفیق اطلاعات سیستم ناوبری اینرسی و داده های سیستم تصویری از فیلترکالمن توسعه یافته استفاده شده است. ضمن آن که داده های خروجی سیستم تصویری به منظور استفاده در معادلات اندازه گیری فیلتر کالمن، ابتدا به وسیله فیلتر حداقل مربعات بازگشتی مورد پردازش قرار می گیرند. روابط مربوطه آورده شده و براساس نتایج شبیه سازی نرم افزاری، کارایی روش پیشنهادی نشان داده شده است.
کلیدواژگان: ناوبری اینرسی، ناوبری تلفیقی، ناوبری به کمک تصویر، بینایی ماشین -
صفحات 91-100
امروزه علاقه روز‌‌افزونی مبنی بر استفاده از رادار دهانه مصنوعی (SAR) در کاربرد آشکارسازی اهداف متحرک زمینی (GMTI) و تصویربرداری از اهداف متحرک زمینی (GMTIm) برای هر دو کاربرد نظامی و غیر نظامی وجود دارد.از آنجا که SAR برای تصویربرداری از صحنه ثابت طراحی شده است، تصویر SAR از هدف در حال حرکت مات و جابه‌جا میشود. از این‌رو برای به دست آوردن تصویر با وضوح بالا در این مقاله از یک الگوریتم جدید استفاده شده است که چارچوب آن مبتنی بر یادگیری بیزی تنک (SBL) است. برای ارزیابی کیفیت تصاویر، از نسبت هدف به کلاتر (TCR) و آنتروپی شانون استفاده شده است که معمولا برای ارزیابی تصویر رادار دهانه مصنوعی استفاده میشود. الگوریتم پیشنهادی TCR تصویر را در مقایسه با روش‌های متداول در حدود 10dB افزایش و آنتروپی تصویر را به مقدار 60%کاهش می‌دهد.
کلیدواژگان: رادار دهانه مصنوعی (SAR)، آشکارسازی اهداف متحرک زمینی (GMTI)، تصویربرداری از اهداف متحرک زمینی (GMTIm)، یادگیری بیزی تنک (SBL)، توزیعLV ر، وش VB-EM -
صفحات 101-108
در این مقاله، تعیین موقعیت نقطه ای استاندارد (SPP) با یک گیرنده تک فرکانسه-کد مبنا (C/A) مورد بحث و بررسی قرار گرفته و کارایی آن به وسیله سنجه های مختلف نشان داده شده است. استفاده از یک گیرنده تک فرکانسه GPS برای بدست آوردن موقعیت های دقیق با یک چالش اصلی به خاطر بایاس های محیطی (بخصوص تاثیرات یونسفری) مواجه است که باید مورد بررسی قرار گیرد. هدف اصلی در این مقاله، آن است که یک مدل یونسفری غیر دقیق مانند مدل کلابچر را با مشاهدات غیر دقیق کد (C/A) در شرایط ژیومغناطیسی شدید تلفیق نماید و با استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن به دقت هایی در سطح dm برسد. برای این منظور مشاهدات کد C/A را در روزهای 26 فوریه 2018 و 20 دسامبر 2015 در ایستگاه دایمی تهران انتخاب کردیم. نتایج حاصل، نشان می دهد که در شرایط طوفان ژیومغناطیسی شدید می-توان با بکارگیری فیلتر کالمن به دقتی در سطح چند دسی متر دست یافت که در بسیاری از کاربردهای کینماتیکی می تواند پراهمیت باشد.
کلیدواژگان: فیلتر کالمن، طوفان ژئومغناطیسی، SPP، GPS، مدل کلابچر
-
Pages 1-14
In this paper, a design of a hydrazine monopropellant system is proposed based on the maximum likelihood for the presentation of uncertainties, without any specific assumptions about the type of distribution and even uncertainty in distribution parameters by the johnson distributions family. The maximum likelihood method for the combination of spars point and interval data has been added to a separate formulation for design variables and parameters. This formulation is also suitable for both epistemic and aleatory uncertainty with three presentation types of spars points, single interval, and multi-interval.
Keywords: Worst-Case optimization, mono propellant propulsion system, maximum likelihood, Uncertainty -
Pages 23-37
Image fusion is known as a synergetic process for merging multispectral and panchromatic images contents. So far, various methods have been developed in which the usage of the frequency domain is one of them. The frequency-based image fusion techniques are performed using high and low pass filters. So, the determination of the sizes of these filters would be a challenge. In this paper, a weighted index is proposed to determine the sizes and shapes of the low and high filters in fusion of the panchromatic and multispectral images. In the proposed method, the weights of the spectral and spatial indicators are independently estimated for each image. So, the effects of the differentiation of the image contents and different range of the indicators are properly adjusted to reach the optimum filtering. The comparison of the best results obtained from the proposed method with the other well-known fusion methods, in the used datasets, was indicated an average improvement of 58% in RMSEs.
Keywords: Remote Sensing, Image fusion, Frequency Domain, Fast Fourier Transform, Filtering -
Pages 39-50
In this paper, a novel Comprehensive Preference-based Design (CPD) approach is presented which attempts to achieve subjective attributes that are defined in the concept of maximization of designer/customer's satisfaction in addition to objective goals which are formulated in the form of minimization of a performance criterion in a two-phase structure using two nested optimizers.In the first phase of CPD,using the concept of satisfaction,the subjective preferences of the designer/customer are defined in terms of fuzzy relationships and operators.Whereas the results of this phase are inaccurate,in the second phase,it is attempted to define a performance criterion and in order to achieve an optimal operational plan,attitude parameters and the compromises needed to meet the designer/customer's preferences are implemented.The methodology is utilized to design of a space launch vehicle for delivering 1200 kg payload to a 750 km orbit.Comparison of the results shows that despite the higher mass of launch vehicle designed by CPD,overall design satisfaction is higher and designer/customer's preferences have been satisfied.
Keywords: Comprehensive Preference-based Design (CPD), Space Transportation System, Performance criterion, Satisfaction, Fuzzy logic, optimization -
Pages 51-63
The free and forced vibration analysis of a rotating large flexible structure with a single crack is investigated using the Homotopy Perturbation Method (HPM). The crack is modeled with a torsional spring element on a structure that follows the Euler-Bernoulli theory. The nonlinear equations of motion of the co-rotational system considering centrifugal forces are derived using the calculus of variation and the Assumed Mode Method (AMM). Applying the Galerkin method, the spatial domain is extracted and the time domain is transformed into a second-order nonlinear differential equation. The results of time response, phase plane, and bifurcation diagrams for different functional parameters variations such as base angular velocity, crack position and stiffness have been analyzed. Moreover, it is shown that as the base angular velocity increases, a tensile force appears along the cracked structure axis, stiff it, and shifts the backbone to the right, this can highly affect the nonlinear features of the system.
Keywords: Assumed Mode Method, Crack, Homotopy perturbation, Nonlinear Vibration, Stability Analysis -
Pages 65-73
In recent years, according to progress of aerospace industries particularly satellites it has been paying much attention to attitude determination of satellite. Attitude determination of satellite in various ways, such as: radio, radar, optical methods and using GPS, q and kalman filter is done, that each of these methods has advantages and disadvantages. Due to disturbance in space, high accuracy in attitude determination, various algorithms to obtain properly accurately attitude, desirable access to position, velocity and time of satellite to achieve desired attitude determination satellite are considered a top priority. However in this Paper, first we review the various methods for attitude determination satellite and then examine of operation and relations of algorithms discussed. This Paper focus on the advantages and disadvantages of qEKF algorithm in compare to other methods are available.
Keywords: satellite, Attitude determination, attitude estimation, qEKF algorithm, Kalman Filter, Q-method -
Pages 75-90
The main task of the study is to estimate the position error in an inertial navigation system by integrating it with the visual system. The case study is a spacecraft that must accurately measure its position relative to a predetermined landing point. The spacecraft is assumed to be augmented GNSS navigation. Therefore, when satellite signals are dropped out or when landing on a moving marine platform, the data of the vision navigation system replaces the information of the satellite navigation system and improves the accuracy of the spacecraft navigation system. An Extended Kalman filter has been used to integrate inertial and vision navigation system information. In addition, the output data of the vision system, in order to be used in the Kalman filter measurement equations, is first processed by the recursive least square filter. The relevant relations are given and based on the results of software simulation, the efficiency of the proposed method is shown.
Keywords: Inertial Navigation, Integrated Navigation, vision aided navigation, Machine Vision -
Pages 91-100
synthetic aperture radar (SAR) for ground moving target indication (GMTI) and imaging (GMTIm) have been gaining increasing interests for both civilian and military applications. Because SAR is generally designed for imaging a stationary scene, the SAR image of a moving target will be both displaced and smeared. More specifically, by exploiting the inherent sparsity of the moving targets in the clutter-suppressed SAR image domain, in this article. the intended SAR-GMTIm problem is solve by a sparse Bayesian perspective. The theory of CS has been successfully applied to SAR/ISAR imagery to achieve high cross-range resolution with a limited number of pulses In order to evaluate the quality of images, we apply the target-to-clutter ratio (TCR), which is commonly used in synthetic aperture radar (SAR) image assessment. The proposed algorithm shows a 10-dB higher TCR compared to the conventional algorithm.
Keywords: Synthetic Aperture Radar (SAR), Ground Moving Target Indication (GMTI) Ground Moving Target Imaging (GMTIm, Sparse Bayesian Learning(SBL), Lv’s Distribution (LVD), VB-EM -
Pages 101-108
In this paper, we discussed standard point positioning technique based on the single frequency code-based (C/A) receivers. Then, we presented its performance by means of different measures. However, the use of one single frequency GPS receiver to obtain high-precision positioning make a major challenge due to the environmental biases, in particular the ionospheric effects are handled. The main objective of the present study is to integrate a inospheric model such as Klobuchar Inospheric Model (KIM) with imprecise code (C/A) observations under intense geomagnetic storm conditions, then, to obtain dm level positioning accuracy using Kalman filter. For this purpose we used code (C/A) observations on two different days (February 26, 2018 and December 20, 2015) at Tehran station. The results show that we could obtain multi-dm level positioning accuracy under geomagnetic storm condition by using Kalman filter that will be important in the field of kinematic applications.
Keywords: Kalman Filter, Geomagnetic storm, SPP, GPS, KIM
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.