مجموعة أدوات الأنظمة

الموسوعة الحرة

مجموعة أدوات الأنظمة (المعروفة سابقًا باسم مجموعة أدوات الأقمار الصناعية )، والتي يُشار إليها عادةً بالاختصار STK ، هي تطبيق برمجي متعدد الفيزياء من شركة Analytical Graphics, Inc. (إحدى شركات Ansys )، يمكّن المهندسين والعلماء من إجراء تحليلات معقدة للمنصات الأرضية والبحرية والجوية والفضائية، ومشاركة النتائج في بيئة متكاملة واحدة. [ 1 ] يرتكز STK على محرك هندسي لتحديد الموقع والاتجاه الديناميكيين للأجسام ("الأصول")، والعلاقات المكانية بينها، بما في ذلك علاقاتها أو مداخلها، في ظل عدد من الشروط المقيدة المعقدة والمتزامنة. تم تطوير STK منذ عام 1989 كأداة برمجية تجارية جاهزة للاستخدام. وقد صُممت في الأصل [ 2 ] لحل المشكلات المتعلقة بالأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض ، وتُستخدم الآن في مجالات الطيران والدفاع ، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات الأخرى.

تُستخدم تقنية STK في التطبيقات الحكومية والتجارية والدفاعية حول العالم. ومن عملاء شركة AGI منظمات مثل ناسا ، ووكالة الفضاء الأوروبية ، والمركز الوطني للدراسات الفضائية ، ومركز الفضاء الألماني ، وبوينغ ، ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية ، ومنظمة أبحاث الفضاء الهندية ، ولوكهيد مارتن ، ونورثروب غرومان ، وإيرباص ، ووزارة الدفاع الأمريكية ، ودوريات الطيران المدني . [ 2 ]

تاريخ

في عام 1989، غادر المؤسسون الثلاثة لشركة Analytical Graphics, Inc. - بول غراتسياني، وسكوت رينولدز، وجيم بولاند - شركة GE Aerospace لإنشاء Satellite Tool Kit (STK) كبديل لبرامج الفضاء المصممة خصيصًا للمشاريع. [ 3 ]

كان الإصدار الأصلي من STK يعمل فقط على أجهزة كمبيوتر Sun Microsystems ، ولكن مع ازدياد قوة أجهزة الكمبيوتر الشخصية، تم تحويل الكود ليعمل على نظام التشغيل Windows .

تم اعتماد برنامج STK لأول مرة من قبل مجتمع الفضاء الجوي لتحليل المدار وحسابات الوصول (عندما يستطيع القمر الصناعي رؤية محطة أرضية أو تصوير هدف)، ولكن مع توسيع البرنامج، تمت إضافة المزيد من الوحدات التي تضمنت القدرة على إجراء حسابات لأنظمة الاتصالات والرادار والمهام بين الكواكب وتجنب الاصطدام المداري.

أدى إضافة إمكانيات العرض ثلاثي الأبعاد إلى اعتماد نظام STK من قبل المستخدمين العسكريين لعرض صور القوات الجوية والبرية والبحرية في الوقت الفعلي، بالإضافة إلى المجال الفضائي. كما استخدمته المؤسسات الإخبارية لعرض الأحداث الجارية بشكل بياني لجمهور أوسع، بما في ذلك خروج محطة الفضاء الروسية مير من مدارها ، وكارثة مكوك الفضاء كولومبيا ، واصطدام إيريديوم/كوزموس ، واقتراب الكويكب 2012 DA14 ، والعديد من التجارب الصاروخية لكوريا الشمالية .

اعتبارًا من الإصدار 12.1 (الذي صدر في عام 2020)، تم تغيير اسم البرنامج من Satellite Tool Kit إلى Systems Tool Kit ليعكس قابليته للتطبيق في الأنظمة البرية والبحرية والجوية والفضائية. [ 4 ]

في عام ٢٠١٩، استخدم هاوي رصد السماء الهولندي ماركو لانغبروك برنامج STK لتحليل صورة عالية الدقة لحادث في موقع إطلاق إيراني ، نشرها الرئيس الأمريكي دونالد ترامب على تويتر . [ ٥ ] وكانت هذه "المرة الأولى منذ ثلاثة عقود ونصف التي تُنشر فيها صورة تكشف عن مدى تطور أقمار التجسس الأمريكية في المدار". [ ٥ ] وقد حدد لانغبروك وعالم الفلك سيس باسا قمر التجسس السري المحدد ( USA-224 ، وهو قمر صناعي من طراز KH-11 مزود بمرآة موضوعية بحجم تلسكوب هابل الفضائي ) الذي التقط الصورة، والوقت الذي التُقطت فيه خلال مرور القمر الصناعي. [ ٦ ] [ ٥ ]

واجهة المستخدم

واجهة STK عبارة عن شاشة عرض رسومية قياسية مزودة بأشرطة أدوات قابلة للتخصيص وخرائط قابلة للتثبيت ونوافذ رسومية ثلاثية الأبعاد. ويمكن إجراء جميع التحليلات من خلال التفاعل باستخدام الماوس ولوحة المفاتيح.

توفر وحدة تكامل STK واجهة برمجة نصية تُسمى Connect، تُمكّن STK من العمل ضمن بيئة عميل/خادم (عبر بروتوكول TCP/IP )، وهي مستقلة عن لغة البرمجة. كما يُمكن للمستخدمين استخدام STK برمجيًا عبر أتمتة OLE .

يُطلق على كل مساحة تحليل أو تصميم ضمن برنامج STK اسم " سيناريو" . ويمكن إنشاء أي عدد من الأقمار الصناعية، والطائرات، والأهداف، والسفن، وأنظمة الاتصالات، أو غيرها من العناصر ضمن كل سيناريو. ويحدد كل سيناريو الحدود الزمنية الافتراضية للعناصر الفرعية، بالإضافة إلى اختيار الوحدة الأساسية وخصائصها. ويمكن تعديل جميع هذه الخصائص لكل عنصر فرعي على حدة، حسب الحاجة. ولا يُسمح بوجود أكثر من سيناريو واحد في الوقت نفسه، مع إمكانية تصدير البيانات وإعادة استخدامها في التحليلات اللاحقة.

لكل عنصر ضمن سيناريو، يمكن إنشاء تقارير ورسومات بيانية (ثابتة وديناميكية). كما يمكن الإبلاغ عن المعاملات النسبية بين العناصر المختلفة، وتفعيل تأثير القيود الواقعية للحصول على تقارير أكثر دقة. وباستخدام عناصر "التشكيل" و "السلاسل " ، يمكن تجميع عدة عناصر فرعية معًا ودراسة التفاعلات متعددة المسارات بينها.

كما تقدم AGI مجموعات تطوير البرامج لتضمين إمكانيات STK في تطبيقات الطرف الثالث أو إنشاء تطبيقات جديدة تعتمد على تقنية AGI.

الوحدات

STK هو منتج معياري، على غرار MATLAB و Simulink، ويسمح للمستخدمين بإضافة وحدات إلى الحزمة الأساسية لتحسين وظائف محددة.

اندماج

يمكن تضمين STK داخل تطبيق آخر (كمكون ActiveX) أو التحكم به من تطبيق خارجي (عبر TCP/IP أو نموذج كائن المكون (COM)). تستخدم كلتا تقنيتي التكامل لغة برمجة Connect لإنجاز هذه المهمة. يتوفر أيضًا نموذج كائن لمنهجيات التكامل الأكثر ملاءمة للمبرمجين. يمكن تشغيل STK من خلال برنامج نصي يُنفذ من متصفح الويب الداخلي الخاص بـ STK في النسخة المجانية من الأداة. يتطلب التحكم في STK من مصدر خارجي، أو تضمينه في تطبيق آخر، وحدة تكامل STK.

يتصل

بما أن Connect عبارة عن تنسيق مراسلة، فإنه يتميز بميزة كونه مستقلاً تماماً عن لغة البرمجة. وهذا يسمح بإنشاء التطبيقات وأدوات العميل بلغة البرمجة التي يختارها المستخدم أو المطور. عملياً، طالما كان من الممكن إنشاء اتصال مقبس ، وإرسال المعلومات من خلاله، ثم استقبالها بهذه الطريقة، فإنه يمكن التحكم في STK باستخدام Connect بتلك اللغة.

تم تطوير التطبيقات باستخدام لغات البرمجة C و C++ و C# و Perl و Visual Basic و VBScript و Java و JavaScript و MATLAB . ويمكن الاطلاع على أمثلة في ملفات المساعدة الخاصة بـ STK أو تنزيلها من موقع Ansys الإلكتروني.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "تصميم وتشغيل الأقمار الصناعية" . AGI . تم الاسترجاع في 2019-06-03 .
  2. 1 2 "الذكاء الاصطناعي العام" . الذكاء الاصطناعي العام . تم الاسترجاع في 2019-06-03 .
  3. ↑ "التاريخ" . الذكاء الاصطناعي العام . تم الاسترجاع في 2019-06-03 .
  4. ↑ فرانك (18-10-2012). "لماذا مجموعة أدوات الأنظمة؟ الجزء الأول" . AGI . تم الاسترجاع في 9-3-2020 .
  5. 1 2 3 أوبرهاوس، دانيال (3 سبتمبر 2019). "ترامب غرّد بصورة حساسة. محققو الإنترنت فكّوا شفرتها" . وايرد . تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2019. بما أن وزارة الدفاع لا تنشر مسارات الأقمار الصناعية السرية، فقد اضطر لانغبروك إلى الاعتماد على بيانات المدار التي جمعتها شبكة عالمية من هواة البحث عن أقمار التجسس الصناعية. يوثّق هذا المجتمع بدقة تحركات الأجسام السرية في الفضاء، مستخدمًا في الغالب أدوات بسيطة كالمناظير وساعة الإيقاف ومعرفة أساسية بميكانيكا المدارات. ولكن على الرغم من بساطة تقنيات الرصد، فإن توقعاتهم لحركات الأقمار الصناعية غالبًا ما تكون دقيقة في حدود ثوانٍ معدودة. ... هذه هي المرة الأولى منذ ثلاثة عقود ونصف التي تُنشر فيها صورة تكشف عن مدى تطور أقمار التجسس الأمريكية في المدار.
  6. ↑ برومفيل، جيف (2 سبتمبر 2019). "هواة يحددون قمر التجسس الأمريكي وراء تغريدة الرئيس ترامب" . الإذاعة الوطنية العامة . تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2019. كانت مجموعة صغيرة من هواة تتبع الأقمار الصناعية أكثر اهتمامًا بالصورة من الكلمات. يستخدم هؤلاء الأفراد تلسكوبات منزلية لمراقبة الأقمار الصناعية وهي تعبر السماء، وهم يعرفون مواقع معظمها - حتى تلك المصنفة مثل USA 224. يقول مايكل طومسون، طالب دراسات عليا في ديناميكا الفضاء بجامعة بيردو، والذي يرصد الأقمار الصناعية في أوقات فراغه: "إنها شديدة السطوع في السماء ويسهل العثور عليها". بمجرد رؤية قمر صناعي، يصبح من السهل نسبيًا تحديد موقعه بدقة في أي وقت في المستقبل. ويضيف: "استخدام الرياضيات لحساب مدار القمر أمر سهل للغاية".