Uma arquitetura de agente de replanejamento em tempo real para plano de voo em missões espaciais

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Edson Alves Ribeiro
• Orientador(a): Maurício Gonçalves Vieira Ferreira
• Banca de defesa: Ronaldo Arias, Aguinaldo Cardozo da Costa Filho, Wilson Custódio Canesin da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Engenharia e Gerenciamento de Sistemas Espaciais
• País: BR
• Resumo em Inglês: The Brazilian space community, mainly represented by INPE - National Institute for Space Research, has been seeking for improvements in mission control quality for orbiting satellites and especially new satellites launching. However, to reduce costs and to maintain operations aiming quality are difficult to achieve, due to some characteristics of the satellite control environment, under which ground stations send telecommands and receive telemetry during periods of visibility for satellite operations. In addition to cost constraints, the ground stations can control multiple satellites and hence scheduling conflicts may occur between different satellites which pass by the same ground station. Therefore, there is a growing concern in increasing mission operations reliability, which are still performed manually in some cases. There is also great interest in carrying out planning methods and automatic control in order to reduce the costs of satellite controlling. This thesis proposes an architecture consisting of modules able to manage the allocation of ground resources for satellites. It consists of an automatic Planning and Replanning system, to generate and repair flight operation plans for a satellite operation. To achieve this task, it employs the planning agents technology from the Artificial Intelligence area in operational routine phase of a satellite. The implementation of a plan in real time involves unexpected events that produce discrepancies between the observed and the expected events. This work adopts Artificial Intelligence planning techniques and concepts to generate plans and to remake a pre-established plan to solve the satellite control problem. The planning techniques can use "refinement" and "unrefinement" methods to repair a plan, whether it adds or removes actions to the plan, using heuristics to improve the operation. The plan repair method should be applied in a situation which encounters contingencies during the satellite pass. They usually occur during the passage of a satellite operating activities, such as: Ranging and Range Rate measures; Control Imaging Camera; Telecommands Sending and Telemetry Receiving. The focus of this thesis is the China Brazil Earth Resources Satellite (CBERS), satellite launched in November 2014 by the Brazil and China program space cooperation.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/02.04.19.41

A comunidade brasileira da área espacial, em particular representada pelo INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais tem buscado melhorias no controle da missão para satélites em órbita. No entanto, a redução de custos e a manutenção da qualidade do controle de operações são objetivos difíceis de atingir, devido a algumas características do ambiente de controle de satélites. Além das restrições de custo, as estações terrenas podem controlar múltiplos satélites e, dessa forma, há uma preocupação de aumentar a confiabilidade das operações da missão, ainda realizadas manualmente em alguns casos. Há um grande interesse em criar métodos de planejamento e controle automático, a fim de reduzir os custos associados ao controle do satélite. Este trabalho propõe uma arquitetura composta por módulos que gerenciam a alocação de recursos terrestres para os satélites, dotada de um Sistema Automático de Planejamento e Replanejamento para a geração e reparação de planos de operação de voo de um satélite. Também, emprega-se a tecnologia de agentes de planejamento da Inteligência Artificial na geração automática de plano das operações de voo para a fase de rotina operacional de um satélite. A execução de um plano em tempo real pode se deparar com eventos inesperados que produzem discrepâncias entre o estado observado e o esperado, as técnicas de replanejamento quando são aplicadas podem refazer um plano preestabelecido. Estas técnicas podem usar os métodos combinados chamados refinamento e "refinamento reverso para reparar um plano, isto é, adicionar ações no plano e remover ações com uso de heurísticas de modo que se melhore a tarefa de reparação. O método de reparação do plano deve ser aplicado em situações nas quais há necessidade de tratar contingências. Estas ocorrem, normalmente, durante a passagem de um satélite em atividades de operação, tais como de medidas de \emph{Ranging e Range Rate}; controle de câmera de imageamento; envio de telecomando e recebimento de telemetria. O satélite utilizado para estudo de caso é o Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS) lançado em novembro de 2014, pelo Programa de Cooperação Espacial Brasil e China.