Os custos nas operações de satélites geralmente não são desprezíveis, especialmente para missões de longa duração. Uma alternativa para baratear custos é aumentar o nível de automação em procedimentos quando for possível. Este trabalho de tese propõe uma abordagem dinâmica e autônoma para operações espaciais em redes de estações terrenas para pequenos satélites que visa minimizar seus custos operacionais. A solução proposta denomina-se ADSGS (Autonomous and Dynamic System Ground Station em Inglês) e é um middleware com componentes de hardware e software para atuação em um ambiente distribuído em uma rede de estações terrenas. Neste trabalho foi adotada a rede SATNet que carece de um componente de alocação com as características de dinamismo e autonomia. No ADSGS isto é oferecido mediante o uso da inteligência artificial em um sistema especialista baseado em regras. Na proposta, um agente de rede da ADSGS atua autônoma e dinamicamente na rede SATNet onde se gerenciam componentes das estações associadas. O agente ADSGS utiliza uma versão estendida do Algoritmo Húngaro para otimização combinatória de problemas de alocação e responder a eventos como interrupção de serviços. O componente de hardware proposto utiliza elementos de hardware COTS e tecnologia SDR (Software Defined Radio) ao passo que o componente de software utiliza pacotes como Orbitron, ProEst, o sistema especialista SINTA, entre outros. A modelagem UML é oferecida para documentar o componente de software. Um estudo de caso é feito para ilustrar as principais funcionalidades do ADSGS consistindo de uma pequena simulação em MATLAB com STK (Systems Tool Kit) e dois cenários de designação (1-to-m e n-to-m) de estações na rede SATNet a satélites pelo agente ADSGS.
The costs in satellite operations are generally not negligible, especially for longterm missions. An alternative to lower costs is to increase the level of automation in procedures whenever possible. This thesis proposes a dynamic and autonomous approach to small satellite ground station networks aimed at minimizing these operational costs. The proposed solution is called the ADSGS (Autonomous and Dynamic System Ground Station) and is a middleware with hardware and software components to operate in a distributed network environment of ground stations. In this work the SATNet network was considered as currently it lacks an allocation component with the characteristics of dynamism and autonomy. In ADSGS this is provided through the use of artificial intelligence in a rule-based expert system. In the proposal, an ADSGS network agent operates autonomously and dynamically on the SATNet network where the associated station components are managed. The ADSGS agent uses an adapted version of the Hungarian Algorithm for combinatorial optimization of allocation problems and responds to events such as service interruption. The proposed hardware component uses COTS and Software Defined Radio (SDR) technology while the software component uses packages such as Orbitron, ProEst, the SINTA expert system, among others. UML modeling is provided to document the software component. A case study is made to illustrate the main features of the ADSGS consisting of a small simulation in MATLAB with STK (Systems Tool Kit) two scenarios of designation (1-to-m and n-to-m) of stations in the SATNet network to satellites by the ADSGS agent.
