Thèse soutenue

Planification continue pour la conduite d'un satellite d'observation agile autonome

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Auteur / Autrice : Grégory Beaumet
Direction : Gérard Verfaillie
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Systèmes embarqués
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE

Résumé

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Aujourd'hui la quasi-totalité des engins spatiaux sont entièrement contrôlés depuis le sol. Des plans d'activités précis sont téléchargés régulièrement du sol vers l'engin, auquel la part d'autonomie laissée est réduite au minimum : régulation thermique, contrôle d'attitude. Dans le cadre d'un programme commun au CNES et à l'ONERA (programme AGATA : Architecture Générique pour l'Autonomie : Tests et Applications) portant sur l'autonomie des engins spatiaux, nous avons envisagé de déplacer les mécanismes de planification d'un satellite agile d'observation équipé d'un instrument de détection de la couverture nuageuse, du sol vers le bord, afin d'augmenter sa réactivité et son efficacité. Nous avons adapté au cas d'un satellite agile et nous avons amélioré une architecture générique réactive-délibérative développée dans le cadre du projet AGATA. Cette architecture est centrée sur une tâche réactive capable de répondre instantanément aux stimuli de l'environnement (réception de nouvelles requêtes d'observation, état de la couverture nuageuse). Cette tâche réactive est équipée de règles de décision par défaut et contrôle une tâche délibérative qui s'exécute en parallèle et utilise au mieux le temps dont elle dispose pour choisir de façon optimale la prochaine décision à prendre. Il devient alors réaliste de concevoir un satellite d'observation décidant de façon autonome et en temps réel des actions à exécuter parmi des actions de manœuvre orbitale (lorsqu'il s'éloigne trop de son orbite de référence), de rendez-vous en attitude, de détection de la couverture nuageuse, d'observation de zones au sol, de télédéchargement de données, de rechargement des batteries et de pointage géocentrique. Le développement d'un environnement de simulation temps-réel nous a permis d'évaluer le gain apporté par cette architecture, par les mécanismes de décision mis en place (règles de décision et algorithmes d'optimisation) et par la détection de la couverture nuageuse à bord du satellite.