Sur l'optimisation de la mise et du maintien a poste de constellations de satellites

par Éric Lasserre

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jacques Bernussou.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    Ce travail est axe sur l'optimisation des consommations lors de la mise a poste et du maintien a poste de ces systemes de grande dimension que sont les constellations de satellites, sous des contraintes de garantie de qualite du service nominal. Une etude generale de la mecanique spatiale des orbites basses ainsi que de la definition des aspects geometriques des problemes de mise et de maintien a poste nous a permis de definir les contraintes des problemes a optimiser et les strategies de resolution. Une strategie de mise a poste en trois phases est proposee. Elle comporte une premiere serie de poussees destinee a la mise en derive necessaire aux changements de plan, une deuxieme serie de poussees permet de stopper la derive et de realiser le phasage, enfin, la derniere permet de geler la geometrie de la constellation. Le cout du transfert obtenu est evalue pour chaque satellite vers chaque position finale possible. La combinatoire des affectations ainsi creee est ensuite traitee par l'utilisation d'une methode d'affectation. La repartition du temps de derive entre changement de plan et phasage ainsi que la position optimale de la constellation cible sont, elles, determinees par une methode d'optimisation globale volumique. Le maintien a poste est propose sous la forme d'un maintien relatif. Il permet de reduire la consommation et le nombre de commandes en ne considerant que les ecarts inter-satellites et non les positions absolues. La modelisation est pensee autour de l'utilisation de la programmation lineaire comme methode de resolution. Elle developpe une formulation lineaire du modele d'evolution, des contraintes de maintien relatif, des contraintes operationnelles et du critere a optimiser. La commande est realisee sous la forme de poussees impulsionnelles. Les contraintes sont representees par des inegalites lineaires liant les parametres orbitaux circulaires des satellites. Cette solution impulsionnelle optimisee en tenant compte de la globalite de la constellation, est utilisee pour transformer les poussees impulsionnelles en poussees faibles continues, satellite par satellite a l'aide de methodes d'optimisation non lineaire sur des modeles d'evolution precis. L'etalement est alors obtenu par l'intermediaire de l'optimisation de trains d'impulsions de faibles amplitudes.


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Informations

  • Détails : 143 P.
  • Annexes : 40 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30188
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