مهم و سرنوشت‌ساز براي بشر است، منبع جديدي را، براي دستيابي سريع‌تر و بهتر به منابع علمي خصوصاً منابع فضايي در اختيار انسان قرار داده است. در عين حال، سعي متخصصان امر بر آن است كه از علوم و تجهيزات روز و توانايي‌هاي بشري جهت استفاده هر چه بيشتر از قابليت اين ماشين فضايي بهره‌برداري شود.
ماهواره‌ها بر حسب نوع مأموريت، اندازه و وزن، به انواع مختلفي تقسيم بندي مي‌شوند. ماهواره‌ها به طور كلي از دو قسمت اصلي تشكيل شده‌اند که عبارتند از:[1]
1- قسمت تجهيزات خدماتي
2- قسمت بار محموله1
قسمت بار محموله همان قسمت عملگر ماهواره است، كه وظیفه انجام مأموريت اصلي ماهواره را بر عهده دارد.
قسمت باس2 ماهواره در واقع همه تجهيزات و خدماتي را كه قسمت بار محموله به آن نياز دارد، تا بتواند مأموريت خود را به خوبي انجام دهد، در اختيار آن قرار مي‌دهد.
قسمت باس يا تجهيزات ماهواره شامل، مجموعه‌ها و زيرمجموعه‌هاي مختلفي است كه عبارتند از:
مجموعه كنترل وضعيت3، , مجموعه ارتباطي4، مجموعه جلو برندگی5، مجموعه كنترل دما6، مجموعه تأمين انرژی7، سازه8 و غيره در زير مجموعه ماهواره به همراه زيرمجموعه‌ها به طور شماتيك در شکل 1 1 نشان داده شده است.
شکل 1 1: بلوك دياگرام مجموعه ماهواره [1]
در اين پایاننامه با توجه به نقش پررنگ طراحی آماری در طراحی سیستمی وایجاد دید در طراح به جهت جلوگیری از تلفات زمانی وهزینه ای به ارائه مدل طراحی ماهوارههای مخابراتی بر مبنای اطلاعات آماری، پرداخته شده و تلاش گرديده است كه روندی سریع، مناسب و با دقت بالا جهت طراحي ماهوارههای مخابراتی ارائه شود.به منظور بالا بردن دقت طراحی در هرمرحله از طراحی میزان رگرسیون ، واریانس وهمبستگی داده ها توسط نرم افزار spss محاسبه شده ودر صورت همبسته بودن دو پارامتر آنهارا به عنوان معیار مناسبی در روند طراحی انتخاب می کنیم .
ارزیابی روش پیشنهادی بدین صورت انجام می شود که در کل مسیربه طراحی یک ماهواره ساخته شده با توجه به روند نمای ارائه شده پرداخته وبا اطلاعات طراحی شده واقعیاز آن ماهواره مقایسه می شود .
برای انجام این امر در ابتدا اقدام به جمع آوری بانک اطلاعاتی شامل 568 عضو که همگی دارای مأموریت مخابراتی می‌باشند نموده‌ایم. (لازم به توضیح است جمع آوری این بانک در حدود 6 ماه زمان بر بوده و این بانک منتج شده از یک بانک اطلاعاتی دارای 765 عضو بوده است با توجه به در دسترس نبودن اطلاعات برخی از زیرمجموعه‌های حامل فضائی از عضوهای بانک حذف شده و بانک نهایی تشکیل شد)
لازم به ذکر است که اطلاعات موجود در بانک اطلاعاتی برای هر ماهواره عبارتند از: کشور سازنده، مأموریت، نوع مدار، پارامترهای مداری، وزن کل، وزن خشک، وزن زیر مجموعه مخابرات، وزن زیر مجموعه تأمین انرژی، نوع مجموعه انتقال حرارت، شکل سازه، توان کل، عمر مداری، پرتابگر و دیگر پارامترهائی که در بر حسب نیاز در طراحی زیرمجموعه‌های مختلف از آن‌ها استفاده شد.
در روند طراحی بایستی اجزای زیر مجموعه مختلف بررسی شوند و مزایا و معایب و خصوصیات هر یک با هم مقایسه گردد. همچنین بررسی شود که چه نوع اجزایی برای چه نوع مأموریت فضایی9 مورد استفاده قرار میگیرد.
نکته مهم در امر طراحی حامل فضائی مبنای آمار ثابت بودن اعضای مجموعه است ثابت بودن بدین مفهوم که در فرآیند طراحی زیرمجموعه‌ها بر حسب مورد تعداد اعضاء می‌تواند کم تر بشود (در صورت دردست نبودن اطلاعات کامل آن زیر مجموعه) ولی نمی‌توان بدان عضو جدیدی را اضافه کرد؛ و در طول زمان طراحی داده اصلی که طراحی بر مبنای آن شروع می‌شود مأموریت و وزن ماهواره است که در برخی از موارد جهت تصحیح خطا و بالا بردن اطمینان از پارامتر عمر مداری نیز جهت بهبود وضعیت استفاده می‌شود، در پایان هر فصل نیز با روش گفته شده در قبل از روند نمای ارائه شده یک آزمون تعیین خطا به عمل می‌آوریم.
در پژوهش پیش رو در فصل ابتدایی به تعریف آمار و فرآیندهای تحلیل آماری پرداخته شده است. در ادامه در فصل دوم با معرفی مدارات مختلف موجود به طراحی بر مبنای تحلیل آماری مدار کاری ماهواره میپردازیم. سپس در فصل سوم پس از معرفی و توضیح اجزاء تشکیل دهنده زیرمجموعه کنترل وضعیت به طراحی بر مبنای تحلیل آماری نوع مجموعه کاری زیرمجموعه تعیین وضعیت ماهواره میپردازیم. پس از آن در فصل چهارم با توجه به اهمیت زیرمجموعه مخابرات در ماهوارههای مخابرتی توضیحاتی در مورد انواع روش‌های ارتباط و تجهیزات تشکیل دهنده زیر مجموعه مخابرات داده و به طراحی بر مبنای تحلیل آماری زیرمجموعه مخابرات ماهواره میپردازیم. سپس در فصل پنجم پس از معرفی و توضیح اجزاء تشکیل دهنده زیرمجموعه تأمین انرژی به طراحی بر مبنای تحلیل آماری زیرمجموعه تأمین انرژی ماهواره میپردازیم. در فصل ششم در ابتدا به معرفی و توضیح مختصر از اجزاء تشکیل دهنده زیرمجموعه کنترل حرارت پرداخته ودر ادامه به طراحی بر مبنای تحلیل آماری نوع مجموعه کاری زیرمجموعه کنترل حرارت ماهواره میپردازیم. در فصل هفتم پس از معرفی اجزاء تشکیل دهنده زیر مجموعه سازه با توجه به محدود بودن اطلاعات به طراحی بر مبنای تحلیل آماری زیرمجموعه سازه ماهواره میپردازیم،و در پایان در فصل هشتم به جمع بندی ونتیجه گیری پرداخته ودرپایان درفصل نهم به مراجع استفاده شده در متن وپایگاه آماری پرداختهایم .
مروری بر فعالیتهای انجام شده:
با توجه به مشاهدات و بررسی‌های انجام گرفته با عنایت بدین امر که اطلاعات ماهوارههای مخابراتی جز اطلاعات خاص تا حدودی محرمانه می‌باشند فلذا فعالیتهای انجام شده محدود به زیرمجموعه خاصی شده و کل ماهواره را در بر نمی‌گیرد.از جمله فعالیتهای انجام شده در این موضوع تحقیق که در باب زیرمجموعه مخابرات ماهوارههای GEO در دانشگاه توکیو-2005بوده که از روش آماری استفاده نموده‌اند،ویا ارائه نرم افزار محاسباتی بر پایه آمار برای زیرمجموعه مخابرات ماهواره‌ها که توسط سازمان فضائی ایران در سال 1386 انجام شده است وپایان نامه آقای سید مهدی طالبی تحت نظر آقای دکتر مهران میرشمس با عنوان مدل سازی ارزشیابی ماهوارههای مخابراتی دردانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی در سال 1388انجام گردیده است.
لازم به توضیح است با توجه به نیل کشور به سمت خودکفایی و سازندگی در عرصه‌های مختلف و جدا نبودن طراحی آماری از فرآیند طراحی و ساخت استفاده از طراحی آماری بخش پنهانی است که ما را در نیل به هدفمان چند گام به جلو می‌اندازد، و ما با استفاده از طراحی آماری موفق به تعیین خط سیر در مسیر طراحی خود می‌شویم که ما را از سردرگمی در طراحی نجات می‌بخشد.
كليات علم آمار[2]
فلسفه وجودي علم شناخت دنيايي است كه در آن زندگي می‌کنیم. در مورد علم آمار ساده‌ترین تعریفی که ارائه گردیده است عبارتند از: شناخت جامعه مورد بررسي.
اما عبارت جامعه در علم آمار تعریف مشخصی دارد. » جامعه در علم آمار عبارتند از مجموعه‌ای از عناصر كه حداقل در يك خصوصيت با يكديگر مشترك باشند«.
يك جامعه آماري تشكيل شده از يكسري عناصر و يكسري خصوصيت كه ویژگی‌های عناصر جامعه مورد بررسي هستند. براي نمونه در محل كار شما، كليه همكاران و خود شما عناصر جامعه آماري و خصوصياتي مانند: سن، جنسيت، سطح تحصيلات، محل تولد، ردة سازماني و … خصوصيت جامعة آماري نيروي انساني سازمان شما را تشكيل می‌دهند. حال كه مشخص شد يك جامعه آماري تشكيل شده از يك سري عناصر و خصوصيات است، می‌توان دريافت كه منظور از شناخت جامعه آماري كه فلسفه وجودي علم آمار است در حقيقت شناخت عناصر جامعه مورد بررسي و خصوصيات آن‌هاست. در زبان تخصصي آمار به عناصر جامعه مورد بررسي داده10 و خصوصيات جامعه مورد بررسي متغییر11 اطلاق می‌شود.
حال زمان آن فرا رسيده است كه با تعريف جامع‌تری از علم آمار آشنا شويد. آمار، ابزاري براي بدست آوردن رابطه ميان متغيرهاست. منظور از بدست آوردن رابطه ميان متغيرها يعني تأثيرگذاري يك متغير بر روي متغير يا متغيرهاي دیگر است. که مثال این امر در طراحی ماهواره رابطه وزن مأموریت با مؤلفه‌های زیر مجموعه‌های مختلف ماهواره است که مبنای پژوهش ما قرار گرفته است.
طبق تعريف ارائه شده از علم آمار رابطه ميان متغيرهاي موجود در جامعه را از طريق شناسايي تأثيرگذاري گروهي از متغيرها روي متغيرهاي ديگر بدست می‌آورند، که در علم آمار این نوع متغیر، متغيرهاي تأثيرگذار12 متغير مستقل ناميده می‌شوند .
متغيرهاي تأثيرپذير متغيرهاي وابسته13 ناميده می‌شوند. (مانند فشار خون و ابتلا به سرطان)
تعريف جامع‌تر از علم آمار عبارت است بدست آوردن تأثير متغيرهاي مستقل بر روي متغيرهاي وابسته، يك سؤال بسيار مهم كه ممكن است مطرح شود اين است كه اگر هدف نهايي علم آمار شناخت جامعه مورد بررسي از طريق بدست آوردن تأثير متغيرهای مستقل بر روي وابسته است پس چرا تکنیک‌های مختلف آماري نظير، رگرسیون، آناليز واريانس، ناپارمتري، آزمون فرض، سری‌های زماني و … به وجود آمده‌اند؟
مگر هدف مشخص نيست؟
براي پاسخ گويي به اين سؤال بايد خاطرنشان كرد كه متغيرهاي مستقل انواع گوناگوني دارند و متغيرهاي وابسته هم انواع گوناگوني دارند كه اين امر باعث شده هرگاه بخواهيم تأثير متغير مستقل از نوع خاصي را بر روي متغير وابسته از نوع خاصي بدست آوريم از تكنيك متفاوتي براي به دست آوردن رابطه استفاده نماییم. ابتدا لازم است به تعريف و شناسايي انواع متغيرهاي آماري بپردازيم تا بعد از آن فلسفه وجودي استفاده از هر يك از تکنیک‌های آماري مشخص گردد.
در علم آمار فارغ از اينكه متغيرها مستقل يا وابسته باشند به دو گروه بزرگ تقسيم می‌شوند:
متغيرهاي پيوسته14
متغيرهاي گسسته15
متغيرهاي پيوسته متغيرهايي هستند كه به بيان ساده می‌توانند بي نهايت عضو داشته باشند.
متغيرهاي گسسته برخلاف متغيرهاي پيوسته تعداد سطوح محدودي دارند. متغيرهاي گسسته خود به دو دسته متغيرهاي اسمي گسسته و ترتیبی گسسته تقسيم می‌شوند.
متغيرهايي كه بين سطوح آن‌ها يك رابطه منطقي برقرار است متغير گسسته ترتيبي نام دارد. به متغيرهاي گسسته كه بين سطوح آن‌ها يك ترتيب منطقي برقرار است متغير گسسته ترتيبي گويند و به متغيرهاي گسسته‌ای كه بين سطوح آن‌ها رابطه منطقي در صفت مورد بررسي برقرار نيست مانند بزرگ‌تر، کوچک‌تر، مساوي متغير گسسته اسمي گويند.
همان‌گونه كه گفته شد هدف علم آمار شناسايي جامعه مورد بررسي است كه براي شناخت آن نيازمند شناخت متغيرها و رابطه ميان آن‌ها در جامعه آماري هستيم. علم آمار به دو شاخه بزرگ آمار توصيفي و آمار استنباطي تقسيم می‌گردد كه وظايف آن‌ها منطبق بر فلسفه وجودي علم آمار است.
در بسياري از موارد يك محقق به تمامي عناصر يك جامعه مورد بررسي دسترسي ندارد براي مثال براي شناسايي وضعيت جنسيت و نسبت جنسيتي افراد يك كشور دسترسي به همه افراد مقدور نيست و يا دسترسي به همه افراد مستلزم وقت و هزینه‌های هنگفت است كه از حدود اختيارات و توانایی‌های محقق خارج می‌باشد براي رفع اين مشكل شاخه‌ای از علم آمار به عنوان نمونه گيري16 پايه گذاري شده كه محقق را قادر می‌سازد به جاي بررسي همه عناصر جامعه مورد بررسي تعداد محدود قابل كنترلي از آن‌ها را در نمونه با تکنیک‌های خاص طوری انتخاب نمايد كه نمونه به دست آمده با يك دقت قابل كنترل و مشخص نماينده عناصر جامعه مورد بررسي باشند.
در حقيقت يك نمونه آماري داراي تمام خصوصيات يك جامعه آماري با دقت % (1- α) است و تنها تعداد عناصر آن كمتر است.
براي مثال يك تابلو بزرگ نقاشي و عكس آن‌را در نظر بگيريد، عكس تابلو داراي تمام ویژگی‌های تابلو اما در مقياسي کوچک‌تر است و مقدار α (خطا) بهايي است كه شما به علت استفاده از يك نمونه و استنتاج نتايج در مورد جامعه پرداخت می‌نماید. در صورتي كه به تمامي عناصر جامعه مورد بررسي دسترسي داشتيم مقدار خطا برابر عدد صفر بود.
حال اين سؤال مطرح می‌گردد، هنگامي كه از جامعه يك نمونه با روش‌های نمونه گيري در علم آمار انتخاب نموديم چه اقداماتي بر روي داده‌ها و متغيرها انجام می‌دهیم؟ هنگام
