CC BY
39
НАУК АВИ
ИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
doi: 10.24411/2409-5419-2018-10264
МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ПРИМЕНЕНИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО КОСМОДРОМА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ЗАПУСКА МАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
МОСИН
Дмитрий Александрович1 ДУГА
Вадим Вадимович2
Сведения об авторах:
1к.т.н., доцент, докторант 101 кафедры Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского, г. Санкт-Петербург, Россия, [email protected]
2научный сотрудник Научно-испытательного центра 1 Государственного испытательного космодрома Министерства обороны Российской Федерации, г. Мирный, Россия, [email protected]
АННОТАЦИЯ
Представлена методика позволяющая лицу принимающему решения обосновать выбор предпочтительного варианта применения ракетно-космических комплексов, входящих в состав испытательного космодрома как в условиях отсутствия предпочтений (критериальной неопределенности), так и в случаях наличия предпочтений. Каждый вариант применения ракетно-космического комплекса оценивается по трем показателям: оперативность, стоимость, ресурсоемкость. В качестве исходных данных для методики применяется множество допустимых вариантов применения ракетно-космических комплексов, получаемое с помощью научно-методического аппарата разработанного ранее. В зависимости от указанных условий обстановки, задача обоснования предпочтительного варианта применения решается в двух областях. В случае отсутствия у лица принимающего решения предпочтений, задача выбора предпочтительного варианта применения ракетно-космического комплекса решается с помощью метода идеальной точки, в случае отсутствия у лица принимающего решения предпочтений, указанная задача решается с помощью лексикографического метода. При решении указанной задачи в первой области, каждый вариант применения ракетно-космического комплекса представляется точкой в конечномерном Гильбертовом пространстве. Далее находится идеальная точка, как точка в пространстве имеющая координаты найденные, как совокупность наименьших значений из представленного множества. Далее рассчитывается расстояние между каждой из множества точек и предпочтительный вариант применения ракетно-космических комплексов испытательного космодрома. В случае наличия у лица принимающего решения информации о приоритетах задача выбора предпочтительного варианта применения решается с помощью лексикографического метода. Особенность этого метода заключается в выборе наиболее приоритетного показателя и сужение множества альтернатив до множества в котором максимальны значения по показателю имеющему первый приоритет. В соответствии с той же логикой множество сужается по показателям имеющим приоритет два и по показателю имеющему приоритет три находится предпочтительный вариант применения ракетно-космического комплекса. Применение указанной методики позволяет обосновать выбор предпочтительного вариант применения ракетно-космических комплексов в различных условиях обстановки.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: испытательный космодром; ракетно-космический комплекс; ракета космического назначения; малые космические аппараты; методы многокритериальной оптимизации; метод идеальной точки; лексикографический метод.
Для цитирования: Мосин Д.А., Дуга В.В. Методика обоснования предпочтительного варианта применения ракетно-космических комплексов испытательного космодрома при решении задач запуска малых космических аппаратов // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019. Т. 11. № 3. С. 4-13. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10264
шШ
Уо1 11 N0 3-2019, Н&ЕБ КЕБЕЛРС-АУ!АТ!ОМ, БРАБЕ-РОСКЕТ HARDWARE
Введение
Основная задача космической деятельности РФ — «обеспечение гарантированного доступа России в космос со своей территории, обеспечение решения задач по использованию космических средств в интересах развития социально-экономической сферы и науки». Рассмотрим задачу обеспечения гарантированного доступа в космос, как задачу по запуску большого объема космических средств в сжатые временные рамки. Очевидно, что основным требованием в этом случае, будет повышение оперативности применения ракетно-космических комплексов (РКК). Наиболее простым ответом на вопрос о том каким образом повышать оперативность применения РКК, является создание дополнительных объектов наземной космической инфраструктуры испытательных космодромов (НКИ ИК). Вместе с тем, создание указанных объектов (технических, стартовых комплексов, заправочных станций) вариант чрезвычайно затратный и экономически оправдан лишь в случае увеличения количества пусков ракет космического назначения (РКН). Вместе с тем, в настоящее время существует тенденция по увеличению доли малых космических аппаратов (МКА) в общем количестве запускаемых КА, что положительно отражается на оперативности применения РКК [1, 8-10]. Однако, в части количества пусков РКН существует тенденция по их уменьшению, обусловлена увеличением сроков активного существования современных КА и расширением спектра решаемых каждым типом КА задач. Таким образом задача повышения оперативности усложняется требованием к минимизации затрат на реализацию вариантов повышения оперативности применения РКК. В рамках НИР «Регламент-216К» на 1 ГИК МО РФ разработана «Методика обоснования предпочтительного вариант применения РКК ИК при решении задач запуска МКА».
Методика приведенная далее «Методика обоснования...» представляет собой заключительный этап целого комплекса исследований. В рамках указанных исследований разработана «Система показателей эффективности РКК», по приведенным в данной системе показателям качества произведена оценка эффективности существующих РКК. Далее разработаны методики «Формирования массива исходных данных» [3] и «Формирования множества допустимых вариантов применения РКК» [4]. И уже имея в качестве исходных данных множество вариантов применения РКК возможно обосновать оптимальный вариант применения РКК.
Как отмечено выше, задача определения оптимального варианта применения РКК, входящих в состав ИК представляет собой многокритериальную задачу и решение данной задачи во многом зависит от области применения.
Для перехода к формализации решаемой задачи, прежде всего, дадим ее обобщенное теоретико-множественном описание. Для этого введем основные множества и отношения, перечисленные в предыдущем подразде-
ле концептуальной постановки и позволяющие описать функционирование ИК.
А= {, г е ^ | ^ ={1,...,пл}} , пА =28 — множество РКН, которые должны быть подготовлены силами и средствами ИК к запуску. При этом каждая а. РКН относится к определенному подмнжеству А1 типа РКН I типа. Исходя из чего: А = ЦА1.
В = \Ь
^,} е ИВ | ИВ = {1,...,пВ}}, пв = 28 — множество РКК в составе ИК. Тогда состав задействуемых на период подготовки РКК может быть представлен матри-
цей х = х-
элементы х1- которой принимают значения
Ху = 0, если Ь, РКК не задействуется в подготовке РКН а. РКН и хВ = 1, если Ь. РКК задействуется в подготовке а. РКН. Для а,Ъ^ (РКН, РКК) РКК соответствует свой набор параметров (ри, р21, р31, ри, , характеризующий особенности его задействования по подготовке РКН. Вектор ри = ||рш || определяет РКН, которые могут быть подготовлены на Ь. РКК, элементы р. вектора ри принимают значения ри1 = 0, если I тип РКН не может быть подготовлен Ь. на РКК и р..,= 1 — в противном случае.
Вектор р21 =
Рт
Ри 2 Рт
определяет количество персонала
необходимого для подготовки РКН соответствующей категории (1-й, 2-й и 3-й), работающего на Ь. РКК.
Вектор р31 = |\ръя || определяет количество топлива в Ь. РКК для каждого I типа РКН.
Рлй Рап
Вектор р^ = р4^
Р4/4
определяет состояние технической
готовности (ТГ) в котором находится составная часть РКН.
Таким образом, ИК представляет собой систему РКК, взаимосвязанных между собой единством цели.
В целом, теоретико-множественная модель планирования задействования РКК по подготовке СЧ РКН может быть представлена в виде математической структуры выбора с мультипредпочтением:
ОД, Лр, {, ЭеГ}, , аеГ | ,{, уеф} (1)
где Ь(О) Q(S) — исходная математическая структура типа которая определяет тип модели (статический, динамический и т.п.);
Лр — множество альтернатив (решений), на котором осуществляется решение задачи многокритериального выбора варианта применения НКИ ИК;
<ВР* = Argoptj h£.(«> р)} (2)
При планировании применения сложных технических систем (СТС) не редким бывает обстановка в которой у лица принимающего решения (ЛПР) нет дополнительной информации—условия полной неопределенности. Полная неопределенность в данной работе трактуется как не возможность определить, какой из показателей эффективности имеет приоритет над остальными.
В этом случае, задача решается описанным в работе [5] методом идеальной точки.
Область 1. Отсутствие у ЛПР дополнительной информации.
В случае отсутствия у ЛПР дополнительной информации схема методики выглядит следующим образом:
Шаг 1. Ввод множества допустимых вариантов применения РКК, входящих в состав ИК при решении задач запуска МКА.
В табл. 1 представлены результаты моделирования со следующими исходными данными: Необходимо запустить орбитальную группировку МКА в количестве восьми КА массой в 300 кг за промежуток времени в 90 суток. В составе ИК находятся пять РКК «Вид 1» (тип РКН 1-10), «Вид 2» (тип РКН 11), «Вид 3» (тип РКН 20), «Вид 4» (тип РКН 12-19) и РКК воздушного базирования «Вид 5» (тип РКН 21-22). В составе каждого
Таблица 1
Множество допустимых вариантов применения РКК
Номер варианта Оперативность Стоимость Ресурсоемкость Номер варианта Оперативность Стоимость Ресурсоемкость
1 48,9 2168726144 8656,6874 14. 210 14306130044 1292,9926
2 210 4090521385 5607,7422 15. 437 14036877581 4341,9378
3 437 3821268922 8528,2148 16. 80,1 13189886924 1860,7923
4 80,1 2974278265 5607,7422 17. 210 12920634461 4781,2649
5 210 2705025802 8824,3421 18. 437 14842429702 1732,3197
6 437 4626821043 5207,5972 19. 80,1 23179886924 1707,331
7 75 1588782682 8528,2148 20. 210 22910634461 4627,8036
8 210 3510577923 5103,5795 21. 437 24832429702 1578,8584
9 437 5432373164 2222,289 22. 58 21794391341 4523,7859
10 48,9 11578782682 8166,7181 23. 210 23716186582 1881,8481
11 210 13500577923 4846,1005 24. 75 22599943462 1370,823
12 437 15422373164 2068,8277 25. 437 24252486240 1242,3504
13 23,45 12384334803 5117,7729
АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
, 0 е г} — множество отношений, ограничивающих выбор, к которым относятся следующие ограничения: hf — ресурсные (экономические) ограничения, формализующие требование к стоимости и ограниченности ресурса варианта применения НКИ ИК;
hb — технические ограничения, формализующие требование к подготовке только одного типа СЧ РКН на местах на планируемый период времени;
h3b — технологические ограничения, формализующие требование p3 к подготовке РКН на РКК;
{/£, ст е Г | — множество отношений предпочтения, связанных с рациональным выбором варианта задействования сил и средств ИК. В соответствии с проведенным военно-техническим анализом в подразделе 1.1 к показателям качества варианта задействования сил и средств ИКК относятся:
h" — оперативность подготовки и запуска определенного количества КА; Щ — стоимость; h3 — ресурсоемкость.
{, у е ф} — множество операторов, позволяющих задавать результирующее отношение предпочтения
Описанные математические конструкции позволяют представить правило, в соответствии с которым осуществляется выбор рационального варианта задействования сил и средств ИК в следующем виде:
шшт
Уо1 11 N0 3-2019, Н&ЕБ РЕБЕАРС-АУ!АТ!ОМ, БРАБЕ^ОСКЕТ HARDWARE
Таблица 2
Множество допустимых вариантов применения РКК после проведения нормирования
Номер варианта Б Я Номер варианта Б Я
1 0,0085109 0,0068547 0,0791086 14. 0,03655 0,0452173 0,0118159
2 0,03655 0,0129289 0,051246 15. 0,0760589 0,0443663 0,0396785
3 0,0760589 0,0120779 0,0779345 16. 0,0139412 0,0416892 0,0170047
4 0,0139412 0,0094008 0,051246 17. 0,03655 0,0408382 0,0436933
5 0,03655 0,0085498 0,0806407 18. 0,0760589 0,0469124 0,0158307
6 0,0760589 0,014624 0,0475893 19. 0,0139412 0,0732645 0,0156023
7 0,0130536 0,0050217 0,0779345 20. 0,03655 0,0724135 0,0422909
8 0,03655 0,0110959 0,0466387 21. 0,0760589 0,0784877 0,0144283
9 0,0760589 0,0171701 0,0203082 22. 0,0100948 0,0688854 0,0413403
10 0,0085109 0,036597 0,074631 23. 0,03655 0,0749596 0,0171971
11 0,03655 0,0426712 0,0442858 24. 0,0130536 0,0714315 0,0125272
12 0,0760589 0,0487454 0,0189058 25. 0,0760589 0,0766547 0,0113531
13 0,0040814 0,0391431 0,0467684
РКК есть одно место подготовки любой составной части РКН и одно место хранения СЧ РКН в ТГ № 2. В результате формирования множества вариантов применения методом полного перебора в соответствии с методикой [11] получено указанное в табл.1 множество допустимых вариантов применения РКК. Каждому варианту применения РКК соответствует свой наряд космических средств. Каждому варианту применения соответствуют три показателя эффективности: оперативность, стоимость и ресурсоемкость.
Шаг 2. Нормирование значений показателей эффективности с условием (3)
х)=
(3)
Результат проведения нормирования представлен в табл. 2.
Шаг 3. Построение множества по Парето оптимальных значений по формуле (4).
П* =(ю
Qk < Q
St < S У к,
Rk < R
(4)
Шаг 4. Поиск координат идеальной точки Д. Координаты идеальной точки представляют собой наименьшие значения каждого из показателей эффективности в рамках
указанного в табл. 2 множества вариантов применения РКК. Координаты идеальной точки отражены в табл. 3.
Таблица 3
Координаты идеальной точки
Q S Я
0,05366133 0,064 0,1408
Шаг 5. Расчёт расстояния каждого варианта применения РКК до идеальной точки по формуле (5).
Л = - Q,)2 +(5 - 5 *)2 + ( - R*)2 (5)
Шаг 6. Определение предпочтительного варианта применения НКИ ИК по кратчайшему расстоянию от идеальной точки. Значения рассчитанных расстояний до идеальной точки и выбор предпочтительного варианта применения РКК приведен в табл. 4.
Таким образом, в указанном множество оптимальным вариантом применения РКК является вариант 4. Варианту 4 соответствует следующий наряд космических средств. РКК «Вид 1» (Тип РКН 1) — ТГ2-1, (Тип РКН 1) — в состоянии поставки -1; РКК «Вид 2» (Тип РКН 11) — ТГ2-1, РКК «Вид 3» (Тип РКН 20) — ТГ2-1.
ИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
Таблица 4
Множества вариантов применения РКК с расстояниями до идеальной точки
Номер варианта Q S R Д
1 0,1118993 0,0873344 0,9810009 0,7098969
2 0,4805492 0,161725 0,6354856 0,3331694
3 1 0,1538822 0,966442 1,3612767
4 0,1832952 0,119774 0,6354856 0,26464484
5 0,4805492 0,1089312 1 0,7384749
6 1 0,1863217 0,59014 1,1124426
7 0,1716247 0,0639802 0,966442 0,69562197
8 0,4805492 0,1413707 0,5783524 0,37721797
9 1 0,2187612 0,2518362 0,93184602
10 0,1118993 0,4862767 0,9254761 0,6191290
11 0,4805492 0,5436672 0,5491741 0,5791131
12 1 0,6210578 0,2132565 1,2111443
13 0,0536613 0,4987162 0,5799603 0,3818693196
14 0,4805492 0,5761067 0,1465257 0,4415396
15 1 0,565264 0,4920141 1,2702219757
16 0,1832952 0,5311557 0,2108701 0,3051415456
17 0,4805492 0,5203129 0,3418268 0,551305899
18 1 0,5761067 0,1963115 1,160913526
19 0,1832952 0,9334522 0,1934797 0,77556307
20 0,4805492 0,9226095 0,244361 1,806666432
21 1 1 0,1789208 1,77314428
22 0,1327231 0,8776584 0,3126485 0,80099848
23 0,4805492 0,955089 0,2132565 0,98148868
24 0,1716247 0,910098 0,1553456 0,74438956
25 1 0,9766457 0,1407867 1,72851523
Графически, поиск расстояния до идеальной точки представлен на рис. 1.
Схема первой области методики представлена на рис. 2.
Область 2. Наличие у ЛПР информации о приоритетах.
В случае наличия у ЛПР информации о приоритетах задача выбора предпочтительного варианта применения решается с помощью лексикографического метода описанного в работе [14-15].
При решении лексикографических задач, в настоящее время разработан ряд методов, наиболее известными из них являются: метод жесткого приоритета; последовательных уступок; установления порогов сравнимости, ранжирования критериев, решающих правил.
Для решения задачи обоснования предпочтительного варианта применения РКК ИК наиболее подходящим является метод жесткого приоритета.
Процедура решения многокритериальной задачи этим методом заключается в том, что все частные критерии располагают и нумеруют в порядке их относительной важности, определяемой на основании оценок экспертов; оптимизируют первый, наиболее важный критерий; однако в отличии от метода последовательных уступок, величина допустимого отклонения не назначается. Далее оптимизируют второй по важности частный критерий при условии, что значение первого критерия не должно отличаться от оптимального; далее подобным же образом по-
//// //// /Лу^а
//// ¡(¡//Жр*
Уо1 11 N0 3-2019, Н&ЕБ РЕБЕАРС-АУ!АТ!ОМ, БPAБE-ROCKET HARDWARE
К
Рис. 1. Поиск кратчайшего расстояния до идеальной точки
О
©
©
0 ©
©
Г НАЧАЛО у
1
/ ^ / !
гг 1тах
1
П* = {0^}, ик < я
V
1
д
1
1 А) i_ri.li и-у
1
Предпочтительный вариант применения РККИК
С
КОНЕЦ
3
Рис. 2. Схема первой области применения «Методики обоснования.»
очередно используются все остальные частные критерии. Оптимальным считается любое значение вектора х, полученное при решении задачи отыскания условного оптимума последнего по важности критерия.
Допустим, что показатели эффективности применения РКК имеют следующие приоритеты: Q-1, Я-2, S-3, тогда решение задачи обоснования предпочтительного варианта применения РКК ИК методом жесткого приоритета возможно представить следующим образом.
Предпочтительный вариант применения РКК ИК Ю принадлежит множеству допустимых вариантов применения ю
1,...ш")
ГЕЙ, ШЕ^Й)
Каждый вариант применения оценивается по трем показателям: оперативность Q, ресурсоемкость Я и стоимость S
юр )
Вариант применения юр предпочтительнее варианта применения ю то есть
ю ^ ю
в случае, если выполняется одно из условий:
Ql (юр )>Ql (ю1)
а (о/ ) = Ql (ю1), Q2 (юр )>Q2 (ю1)
Qm (юР ) = Qm (ю1), т е[1, г -1], Qw (юр (ю1) ы е{Ж}
Л НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ, Т 11 № 3-2019 АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
Rl (юр )>R1 (ю1)
R1 (о/ ) = R1 (ю1), R2 (ю )>R2 (ю1)
Rm (юр ) = Rm (ю1), т е[1, г -1],Rw (юр )>^ (ю1)
ы е{Ж }
$ (юр )>$ (ю1 )
(юр ) = ¿1 (ю1 ), ¿2 (юр )>52 (ю1 )
Sm (юр ) = Sт (ю1), т е[1,г -1], (юр (ю1)
ы е{Ж }
Для удобства, решение указанной задачи возможно записать с помощью формулы (6)
ю* = argmin 5 (ш^тт Я (ащтт Q ((% ))) (6)
Шаг 1 и Шаг 2 повторяют аналогичные в первой области.
Шаг 3. Нахождение максимальных (минимальных) значений показателей эффективности.
3.1. Определение приоритетного показателя. Выбор вариантов применения у которых выбранный показатель максимальный (минимальный).
3.2. Определение второго по приоритетности показателя эффективности. Из множества получившегося в результате шага 3.1 выбор вариантов в которых максимально (минимально) значение показателя 2.
3.3. Определение третьего по приоритетности показателя эффективности. Из множества получившегося в результате шага 3.2 выбор вариантов в которых максимально (минимально) значение показателя 2.
При проведении экспериментального моделирования с разными массивами исходных данных выявлено, что возможны случаи, когда наряд космических средств разный, а значение показателей эффективности одинаковое. Этот факт говорит о необходимости иметь возможность выбирать из таких вариантов. Для этого введем уже использованную ранее характеристику РКН — вероятность успешного пуска. Вероятность успешного пуска статистическая величина и рассчитывается как отношение успешных пусков к не успешным. На настоящий момент указанная величина не определима для основного большинства отечественных РКН, однако в дальнейшем ситуация с количеством пусков, как исходным материалом для статистических исследований надежности улучшится и об этой величине возможно будет судить достоверно. Для реше-
ния задачи принято допущение. Выбрано три группы вероятности успешного пуска. 1. Вероятность — 0,996 применима к РКН у которых был осуществлен хотя бы один успешный пуск. 2. Вероятность — 0,991 применима к РКН составные части которой участвовали хотя бы в 1 успешном пуске. 3. Вероятность — 0,974 применима к РКН находящимся на стадии проектирования.
Таким образом, если после Шага 3 остается более одного варианта следуем к Шагу 4. В случае если остается один вариант принимаем его в качестве предпочтительного.
Шаг 4. Выбираем из множества вариантов вариант с наибольшей вероятностью успешного пуска.
Схема методики в области 2 представлена на рис. 3.
При расчёте примера с указанными исходными данными, предпочтительным вариантом является Вариант 13, которому соответствует следующий наряд космических средств: РКК «Вид 1» (РКН Тип 1)- ТГ2-1, РКК «Вид 2»
С
I [АЧАЛО
О ©
©
т
3
¿Z7
fm=fx) Jmax
X
t-> = arg min Ri arg min S<oig min »l
©
Wp = агатах ш*
*
П редпсититель ный вариант применения РКК ПК
Да
КОНЕЦ
J
Рис. 3. Схема второй области применения «Методики обоснования...»
(РКН Тип 11) — ТГ2-1, РКК «Вид 3» (РКН Тип 20) — ТГ2-1, РКК «Вид 5» РКН (Тип 21) — ТГ2-1.
Заключение
В заключении необходимо отметить, что применение указанной методики позволяет обосновывать предпочтительный вариант применения не только в условиях наличия у ЛПР предпочтений лексикографическим методом, но и в условиях отсутствия предпочтений, критериальной неопределенности.
Разработанная в рамках реализации данного научно-методического аппарата программа, на настоящий момент успешно функционирует в качестве системы поддержки принятия решения в НИЦ информационно-аналитического обеспечения космодрома «Плесецк».
Литература
1. Горбунов А. В., Слободской И. Н. Космический комплекс оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций «Канопус — В» // Геоматика. 2010. № 1. С. 30-33.
2. Горбунов В. М. Теория принятия решений. Томск: Изд-во ТПУ, 2010. 174 с.
3. Дуга В. В. Частная методика формирования массива исходных данных для оценивания эффективности применения наземной космической инфраструктуры испытательного космодрома // Информация и космос. 2018. № 2. С. 170-172.
4. Дуга В. В., Мосин Д. А., Банников Е. В. Методика формирования множества допустимых вариантов применения наземной космической инфраструктуры испытательного космодрома при решении задач запуска малых космических аппаратов // Информация и космос. 2018. № 4. С. 159-163.
5. Захаров И. Г. Обоснование выбора. Теория практики. СПб.: Судостроение, 2006. 528 с.
6. Клюшников В. Ю. Анализ перспективных технологий наращивания и восполнения орбитальных группировок малоразмерных // Сборник статей IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные про-
S/ZK
/■''/ /ТУ/
Vol 11 No 3-2019, H&ES RESEARC AVIATION, SPASE-ROCKET HARDWARE
sS4
%
блемы создания и эксплуатации вооружения, военной и специальной техники» (Санкт-Петербург, 13-14 декабря 2018 г.). СПб.: Изд-во ВКА имени А. Ф. Можайского, 2018. С. 26-29.
7. Коротков В. В., Виноградов А. В. История становления «Малого» космоса на космодроме «Плесецк». Проблемы дальнейшего развития на современном этапе // Вестник СГАУ 2009. № 4(20). С. 57-64.
8. Костев Ю. В. Мезенова О. В., Позин А. А., Шер-шаков В. М. Система запуска малых космических аппаратов // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 6. С. 482-488.
9. Лата В. Ф., Мальцев В. А. Система систем. Информационно-ударное оружие // Индекс безопасности. 2007. Т. 13. № 3 (83). С. 101-119.
10. Макриденко Л. А., Волков С. Н., Ходненко В. П. Концептуальтные вопросы создания и применения малых космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2010. Т. 114. С. 15-26.
11. Мосин Д. А., Банников Е. В., Дуга В. В. Методика формирования множества допустимых вариантов применения наземной космической инфраструктуры испытательного космодрома при решении задач запуска малых космических аппаратов // Информация и космос. 2018. № 4. С. 159-163.
12. Москвин Б. В. Теория принятия решений. СПб.: ВКА имени А. Ф. Можайского, 2014. 364 с.
13. Основные положения Основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу. Утв. Президентом РФ от 19.04.2013 N Пр-906 // Законы, кодексы и нормативно-правовые акты в Российской Федерации. URL: http://legalacts.ru/ doc/osnovnye-polozhenija-osnov-gosudarstvennoi-politiki-rossiiskoi-federatsii/ (дата обращения 15.09.2018).
14. Сафонов В. В. Основы системного анализа: Методы многовекторной оптимизации и многовекторного ранжирования: Монография. Саратов: Научная книга, 2009. 329 с.
15.Соломатин А.Н., Соколова И. И. Методы принятия решений. М.: МИИТ. 2002. 120 с.
/
НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ, Т 11 № 3-2019 АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
METHOD OF JUSTIFICATION OF A PREFERRED EMBODIMENT
OF THE APPLICATION OF ROCKET-SPACE SYSTEMS TESTING SPACEPORT
IN SOLVING PROBLEMS THE LAUNCH OF SMALL SATELLITES
MOSIN DMITRY ALEXANDROVICH, KEYWORDS: test spaceport; rocket and space complex; space rock-
St.-Petersburg, Russia, [email protected] et; small satellites; multi-criteria optimization methods; ideal point
method; lexicographic method.
DUGA VADIM VADIMOVICH,
Mirny, Russia, [email protected]
ABSTRACT
The work presents a technique that allows the decision - maker to justify the choice of the preferred option of using rocket and space systems that are part of the test spaceport in the absence of preferences (criterion uncertainty), and in cases of preferences. Each variant of the rocket and space complex application is evaluated by three indicators: efficiency, cost, resource intensity. As input data for the method applied a set of valid options for use of missile-space complexes, obtained through the scientific methodological apparatus developed earlier. Depending on these conditions, the problem of justification of the preferred application is solved in two areas. In the absence of the decision-maker's preferences, the problem of choosing the preferred application of the rocket and space complex is solved by the method of the ideal point, in the absence of the decision - maker's preferences, this problem is solved by the lexicographic method. In solving this problem in the first area, each variant of the rocket and space complex is represented by a point in the finite-dimensional Hilbert space. Next is the ideal point as a point in space having the coordinates found as a set of the smallest values of the represented set. Next, the distance between each of the set of points and the preferred option of using rocket and space complexes of the test spaceport is calculated. If the decision-maker has information about priorities, the problem of choosing the preferred application option is solved using the lexicographic method. The peculiarity of this method is to select the highest priority indicator and narrowing the set of alternatives to the set in the court, the maximum values for the indicator having the first priority. In accordance with the same logic, the set is narrowed in terms of priority two and in terms of priority three, the preferred use of the rocket and space complex is found. Application of the specified technique allows to justify the selection of a preferred option of application of rocket-space complexes in different circumstances.
REFERENCES
1. Gorbunov A.V., Slobodskoy I. N. «Canopus-B» space complex for operative monitoring technogenic and natural emergencies. Geo-matics. 2010. No. 1. Pp. 30-33. (In Russian)
2. Gorbunov V. M. Teoriya prinyatiya resheniy [Decision Theory]. Tomsk: Tomsk Polytechnic University Publ., 2010. 174 p. (In Russian)
3. Duga V. V. Private method of formation of the initial data array for evaluation of the effectiveness of the ground space infrastructure of the test spaceport. Information and space. 2018. No. 2. Pp. 170-172. (In Russian)
4. Duga V. V., Mosin D. A., Bannikov E. V. Methods of formation of a set of acceptable options for the use of ground-based space infrastructure of the test spaceport in solving problems of launching small sat-telites. Information and space. 2018. No. 4. Pp. 159-163. (In Russian)
5. Zakharov I. G. Obosnovanie vybora. Teoriya praktiki [Rationale for the selection. Theory of practice]. St. Petersburg: Shipbuilding, 2006. 528 p. (In Russian)
6. Klyushnikov V. Y. Analiz perspektivnykh tekhnologiy narashchivani-ya i vospolneniya orbital'nykh gruppirovok malorazmernykh [Analysis of perspective technologies of augmentation and replenishment of orbital groups of small size]. Sbornik statey IVVserossiyskoy nauch-no-prakticheskoy konferentsii "Sovremennye problemy sozdaniya i ek-spluatatsii vooruzheniya, voennoy i spetsial'noy tekhniki" [Proceedings of the IV all-Russian scientific and practical conference "Modern problems of creation and operation of arms, military and special equipment", St. Petersburg, December 13-14, 2018]. St. Petersburg: GCA named after A. F. Mozhaysky, 2018. Pp. 26-29 (In Russian)
7. Korotkov V. V., Vinogradov A. V. History of small space vehicle progress and development at Plesetsk cosmodrome. Current problems of further development. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta [Vestnik of Samara State Aerospace University]. 2009. No. 4 (20). Pp. 57-64. (In Russian)
8. Kostev Yu. V., Mezenova O. V., Pozin A. A., Shershakov V. M. Small spacecraft launching system. Izvestiya vysshikh uchebnykh zave-deniy. Priborostroenie [Journal of Instrument Engineering]. 2016. Vol. 59. No. 6. Pp. 482-488. (In Russian)
9. Lata V. F., Maltsev V. A. System of systems. Information-shock weapons. Security Index. 2007. Vol. 13. No. 3 (83). Pp. 101-119. (In Russian)
10. Makridenko L. A., Volkov S. N., Khodnenko V. P., Zolotoy S. A. Conceptual problems on creation and application of small spacecraft. Electromechanical matters. VNIIEM studies. 2010. Vol. 114. Pp. 15-26. (In Russian)
11. Mosin D. A., Bannikov E. V., Duga V. V. The method of formation of a set of acceptable options for the use of the ground space infrastructure of the test spaceport in solving the problems of launching small satellites. Information and space. 2018. No. 4. Pp. 159-163. (In Russian)
12. Moskvin, B. W. Teoriya prinyatiya resheniy [The theory of decision making]. St. Petersburg: VKA named after A. F. Mozhaisky Publ., 2014. 364 p. (In Russian)
13. Osnovnye polozheniya Osnov gosudarstvennoy politiki Rossi-yskoy Federatsii v oblasti kosmicheskoy deyatel'nosti na period do 2030 goda i dal'neyshuyu perspektivu. Utv. Prezidentom RF ot
19.04.2013 N Pr-906 [The main provisions of the state policy of the Russian Federation in the field of space activities for the period up to 2030 and the future. Approved. The President of the Russian Federation of 19.04.2013 N PR-906]. Zakony, kodeksy i normativno-pra-vovye akty v Rossiyskoy Federatsii [Laws, codes and normative legal acts in the Russian Federation]. 2019. URL: http://legalacts.ru/ doc/osnovnye-polozhenija-osnov-gosudarstvennoi-politiki-rossi-iskoi-federatsii/ (date of access: 15.09.2018). (In Russian)
14. Safonov V. V. Osnovy sistemnogo analiza: Metody mnogovek-tornoj optimizatsii i mnogovektornogo ranzhirovaniya: Monografiya [The Fundamentals of systems analysis: Methods for multidimensional optimization and multidimensional ranking: a Monograph]. Saratov: Nauchnaya kniga, 2009. 329 p. (In Russian)
15. Solomatin A. N., Sokolova I. I. Metody prinyatiya resheniy [Decision-making methods]. M: Engineering, 2002. 120 p. (In Russian)
INFORMATION ABOUT AUTHORS:
Mosin D. A., PhD, Docent, Doctoral Candidate of the Military Space Academy;
Duga V. V., the scientific officer of the research and test center, 1 State test spaceport Ministry of defense of the Russian Federation.
For citation: Mosin D.A., Duga V.V. Method of justification of a preferred embodiment of the application of rocket-space systems testing spaceport in solving problems the launch of small satellites. H&ES Research. 2019. Vol. 11. No. 3. Pp. 4-13. doi: 10.24411/2409-5419-201810264 (In Russian)
