هدایت، ناوبری و کنترل فضاپیماهای مدرن: از مدل‌سازی سیستم تا هوش مصنوعی و کاربردهای نوآورانه ۲۰۲۲
Modern Spacecraft Guidance, Navigation, and Control: From System Modeling to AI and Innovative Applications 2022

هدایت، ناوبری و کنترل فضاپیمای مدرن: از مدل‌سازی سیستم تا هوش مصنوعی و کاربردهای نوآورانه، پایه‌ای جامع از نظریه و کاربردهای سیستم‌های هدایت، ناوبری و کنترل فضاپیما (GNC) را، از مبانی تا مفاهیم پیشرفته، شامل معماری‌های مدرن مبتنی بر هوش مصنوعی با تمرکز بر کاربردهای عملی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، ارائه می‌دهد. این کتاب در چهار بخش تنظیم شده است. بخش اول با مقدمه‌ای بر سیستم‌های GNC فضاپیما آغاز می‌شود و سپس به بررسی ابزارهای اساسی برای کاربردهای GNC می‌پردازد. این ابزارها شامل مروری بر سیستم‌های مرجع اصلی و مدل‌های سیاره‌ای، شرحی از محیط فضایی، مقدمه‌ای بر دینامیک مداری و نگرشی و بررسی سنسورها و محرک‌های فضاپیما، همراه با جزئیات اصول مدل‌سازی آن‌ها است. بخش دوم به هدایت، ناوبری و کنترل، شامل روش‌های مبتنی بر سیستم‌های داخل فضاپیما و ایستگاه‌های زمینی، می‌پردازد. همچنین، تکنیک‌های کنترل کلاسیک و نوین، روش‌های تشخیص، جداسازی و بازیابی خطا (FDIR)، اعتبارسنجی و صحه‌گذاری GNC و پیاده‌سازی آن بر روی سیستم‌های داخل فضاپیما را مورد بحث قرار می‌دهد. در نهایت، بخش سوم به هوش مصنوعی و کاربردهای مدرن با تاکید بر سناریوهای کاربردی مختلف، با توجه ویژه به هوش مصنوعی و مزایای بالقوه آن هنگام اعمال در سیستم‌های GNC فضاپیما، می‌پردازد. در این بخش، سیستم‌های GNC برای ماهواره‌های کوچک و کیوب‌ست‌ها نیز بررسی می‌شود.

هدایت، ناوبری و کنترل فضاپیمای مدرن: از مدل‌سازی سیستم تا هوش مصنوعی و کاربردهای نوآورانه منبعی ارزشمند برای مهندسان هوافضا، مهندسان GNC/AOCS، توسعه‌دهندگان اویونیک و تکنسین‌های AIV/AIT است.

* مروری بر تکنیک‌های کلاسیک و مدرن GNC ارائه می‌دهد و جنبه‌های عملی مدل‌سازی سیستم و موارد کاربردی را پوشش می‌دهد.
* مهم‌ترین الگوریتم‌های هوش مصنوعی به کار رفته در سیستم‌های GNC فعلی و آینده فضاپیما را ارائه می‌کند.
* تکنیک‌های کلاسیک و پیشرفته برای اعتبارسنجی و صحه‌گذاری سخت‌افزار و نرم‌افزار GNC و تشخیص، جداسازی و بازیابی خطا (FDIR) در سیستم‌های GNC را شرح می‌دهد.

Modern Spacecraft Guidance, Navigation, and Control: From System Modeling to AI and Innovative Applications provides a comprehensive foundation of theory and applications of spacecraft GNC, from fundamentals to advanced concepts, including modern AI-based architectures with focus on hardware and software practical applications. Divided into four parts, this book begins with an introduction to spacecraft GNC, before discussing the basic tools for GNC applications. These include an overview of the main reference systems and planetary models, a description of the space environment, an introduction to orbital and attitude dynamics, and a survey on spacecraft sensors and actuators, with details of their modeling principles. Part 2 covers guidance, navigation, and control, including both on-board and ground-based methods. It also discusses classical and novel control techniques, failure detection isolation and recovery (FDIR) methodologies, GNC verification, validation, and on-board implementation. The final part 3 discusses AI and modern applications featuring different applicative scenarios, with particular attention on artificial intelligence and the possible benefits when applied to spacecraft GNC. In this part, GNC for small satellites and CubeSats is also explored.

Modern Spacecraft Guidance, Navigation, and Control: From System Modeling to AI and Innovative Applications is a valuable resource for aerospace engineers, GNC/AOCS engineers, avionic developers, and AIV/AIT technicians.

• Provides an overview of classical and modern GNC techniques, covering practical system modeling aspects and applicative cases
• Presents the most important artificial intelligence algorithms applied to present and future spacecraft GNC
• Describes classical and advanced techniques for GNC hardware and software verification and validation and GNC failure detection isolation and recovery (FDIR)