論文の概要: Toward Autonomous Cooperation in Heterogeneous Nanosatellite Constellations Using Dynamic Graph Neural Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00692v2
• Date: Mon, 4 Mar 2024 04:47:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-05 22:01:18.962589
• Title: Toward Autonomous Cooperation in Heterogeneous Nanosatellite Constellations Using Dynamic Graph Neural Networks
• Title（参考訳）: 動的グラフニューラルネットワークを用いた異種ナノサテライトコンステレーションの自律的協調に向けて
• Authors: Guillem Casadesus-Vila, Joan-Adria Ruiz-de-Azua, Eduard Alarcon
• Abstract要約: 本稿では,星座とCPを動的ネットワークとしてモデル化し,その課題を克服する新しい手法を提案する。 トレーニングされたニューラルネットワークは、平均絶対誤差3.6分でネットワーク遅延を予測することができる。 シミュレーションの結果,提案手法は大型衛星ネットワークの接触計画の設計に成功し,従来のアプローチと同様,遅延率を29.1%向上させることができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The upcoming landscape of Earth Observation missions will defined by networked heterogeneous nanosatellite constellations required to meet strict mission requirements, such as revisit times and spatial resolution. However, scheduling satellite communications in these satellite networks through efficiently creating a global satellite Contact Plan (CP) is a complex task, with current solutions requiring ground-based coordination or being limited by onboard computational resources. The paper proposes a novel approach to overcome these challenges by modeling the constellations and CP as dynamic networks and employing graph-based techniques. The proposed method utilizes a state-of-the-art dynamic graph neural network to evaluate the performance of a given CP and update it using a heuristic algorithm based on simulated annealing. The trained neural network can predict the network delay with a mean absolute error of 3.6 minutes. Simulation results show that the proposed method can successfully design a contact plan for large satellite networks, improving the delay by 29.1%, similar to a traditional approach, while performing the objective evaluations 20x faster.
• Abstract（参考訳）: 地球観測ミッションの今後の展望は、再訪時間や空間分解などの厳密なミッション要件を満たすために必要な、ネットワーク化された異種ナノ衛星の星座によって定義される。 しかし、これらの衛星ネットワークにおける衛星通信のスケジューリングは、地球規模の衛星コンタクトプラン(CP)を効率的に作成することで複雑な作業であり、現在のソリューションでは地上での調整や、オンボードの計算資源によって制限されている。 本稿では,星座とCPを動的ネットワークとしてモデル化し,グラフベースの手法を用いてこれらの課題を克服する新しい手法を提案する。 提案手法は,最先端の動的グラフニューラルネットワークを用いて,与えられたcpの性能を評価し,シミュレーションアニーリングに基づくヒューリスティックアルゴリズムを用いて更新する。 トレーニングされたニューラルネットワークは、平均絶対誤差3.6分でネットワーク遅延を予測することができる。 シミュレーションの結果,提案手法は大規模衛星ネットワークの接触計画の設計に成功し,従来の手法と同様の遅延率を29.1%向上し,目標評価を20倍高速化できることがわかった。

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