面向动作序列的敏捷卫星任务规划问题

针对新一代敏捷卫星对地观测任务规划问题,考虑了直拍直传、立体成像、多条带拼接等复杂任务需求和观测、数据下传、对日定向等九种卫星动作,在任务规划的同时进行卫星动作规划。设计并实现了前瞻启发式构造算法,算法满足卫星存储、能量等复杂约束,在前瞻过程中每次决定当前任务是否安排。采用基于专家知识的多种启发式规则决定任务安排与安排卫星动作序列。仿真实例及实际工程应用表明,算法可以在很短的时间内给出较好的结果,证明了本文方法对于敏捷卫星任务规划问题的适用性。     

基于Multi-Agent敏捷卫星动态任务规划问题

在分析敏捷卫星的特点和卫星多用户需求的基础上,针对敏捷卫星任务规划问题,基于Multi-Agent理论构建了任务分配模型;针对敏捷卫星任务规划初始方案调度中卫星资源失效的情况给出了敏捷卫星动态任务重调度模型;在此基础上,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法,设计了招投标机制、可解约合同网协议以及招投标、评标策略;以敏捷卫星任务规划调度问题为例通过实验获得了满意的结果,表明了模型的合理性以及算法的有效性。     

成像卫星任务周规划模型与算法

作为卫星运控系统中的一个重要模块,卫星任务短期规划对充分发挥卫星系统效能有着重要影响。与卫星任务的日规划的作用和特点不同,它既涉及到任务规划的技术问题又涉及到卫星管理问题。针对周规划任务,本文分析周规划的需求和特点,兼顾周规划的四项主要作用,构造周规划的分层框架;分析周规划优化目标及约束条件,建立卫星任务的负载度周规划模型;针对模型求解属于高维离散组合优化问题,仿真实验评价了几种基本智能优化求解算法,并应用引入分布式并行技术的遗传模拟退火算法求解。     

敏捷成像卫星自主规划模型与算法

针对敏捷成像卫星自主规划问题,将规划、决策、执行和信息反馈相结合,提出星上自主规划框架,并介绍框架结构和模块功能。在分析主要约束条件的基础上,建立基于时间线约束网络的问题模型。通过将各种卫星动作前后衔接,组合成能够完成不同任务的动作序列,提出一种面向卫星动作序列的启发式算法。该算法分为规划和决策两个部分,并在卫星执行每一个动作序列的同时基于多种启发式规则进行规划,在动作序列执行结束时进行决策。实验结果表明了自主规划框架和模型的合理性以及算法的有效性。     

卫星对地观测任务全周期规划模型

为解决应急条件下卫星对地观测任务时间紧迫的问题,从卫星执行对地观测任务的全过程出发,提出了卫星对地观测任务全周期规划模型,综合考虑卫星完成任务的各个阶段,缩短整个任务的执行时间,使其满足应急条件下的时间需求。采用启发式算法求解,并研究了基于冲突队列的解的调整优化策略。实验验证所提的模型和算法能够较好地解决卫星对地观测任务规划问题,在时间紧迫的条件下与传统的各阶段的独立任务规划相比,能够提高任务的完成率,具有实际的应用价值。     

一种卫星对地观测任务完成概率的估计模型

针对及时响应用户提出的观测需求、高效实施卫星任务规划调度的需要,提出快速估计卫星对地观测任务完成可能性的现实问题,利用Logistic回归方法建立了一种卫星对地观测任务完成概率的估计模型。首先分析影响侦察任务完成概率的相关因素,包括侦察任务自身属性、资源约束、任务之间竞争关系等;其次,从影响因素中提炼出刻画影响因素的模型变量,给出其量化方法,并初步构建了Logistic回归分析模型;第三,基于卫星成像侦察任务规划系统开展实验,获取自变量与规划结果方面的样本数据;最后,采用Logistic回归分析方法对样本数据进行分析,确定模型中的变量、参数及函数形式,结论表明,模型具有很好的统计特性。     

基于MOEO的电子侦察卫星多目标规划方法

分析了电子侦察卫星任务规划问题的内涵,基于合理假设建立了问题的多目标规划模型;设计了一种基于MOEO(Multi-objective Extremal Optimization)的多目标极值优化算法对模型进行求解,提出了一种针对电子侦察卫星规划问题的随机交换变异算子对解空间进行搜索;同时,为防止Pareto近似最优解的...     

海上机动目标监视任务过程及建模方法研究

在信息化条件下的现代战争中,海上机动目标情报的获取成为分析判断现代战争战场态势的重要依据。由于卫星侦察具有侦察范围广、侦察时间长、定位精度高、不易被攻击等特点,海洋监视卫星成为海上情报侦察的有效手段。目前发展的海洋监视卫星主要包括电子侦察卫星和成像侦察卫星,对海上机动目标的监视也主要通过电子及成像侦察卫星的配合来完成。重点研究了电子、成像侦察卫星、地面信息处理系统、地面接收站在海上机动目标监视任务中的联合工作模式。     

基于先验信息的海洋移动目标卫星成像侦测任务规划

基于相关先验信息,对大型海洋移动目标进行卫星成像侦察以获取其实时动态信息是卫星成像侦察面临的新课题.利用目标先验信息动态构建其潜在区域,建立其运动预测模型;针对潜在区域构造卫星候选成像观测活动集合;在此集合及目标运动预测模型基础上建立卫星成像调度规划模型,设计遗传算法进行求解,得到近最优的海上大型目标成像侦察方案.最后...     

卫星任务调度问题的约束规划模型

卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一,其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。卫星任务调度问题的重要特点在于,调度任务存在可见时间窗口约束。只有在可见时间窗口内,调度任务才可能执行并完成。在进行合理假设的基础上,建立卫星任务调度问题的约束规划模型。对基本禁忌搜索算法进行改进,提出了模型求解的变邻域禁忌搜索算法。应用结果表明,约束规划模型的建立与求解是合理的。     

基于分层目标任务网络的作战任务规划方法

为提高复杂非结构化作战环境下作战系统规划能力,提出一种新的分层任务网络智能规划方法 HGTN(Hierarchical Goal-Task Network),给出了HGTN的形式化定义,研究了HGTN规划算法,以及启发式搜索算法和目标推理规划算法。HGTN在HTN(Hierarchical Task Network)规划方法基础上,增加了目标任务和相关处理方法,具备基于目标的逆向推理机制。通过作战任务规划实例分析,HGTN规划方法相对HTN,能够提高规划的适用性和求解效率,符合作战决策推理的思维模式。     

带数据传输的光学卫星成像调度系统关键技术研究

针对光学小卫星成像调度系统设计需求,考虑侧视、存储容量、能量和数据传输等复杂约束,面向小规模问题应用,设计了问题求解流程.建立了顶点和边都带权的成像约束图模型,并提出了基于标记更新最短路算法的复杂约束成像卫星调度算法解决成像方案生成过程;对数传方案生成过程,给出背包模型并采用带回看策略的贪婪启发式方法进行问题求解.实验结果表明,该方法是可行和适用的.     

光学成像侦察卫星威胁特性分析与仿真研究北大核心

为有效评估光学成像侦察卫星对地面目标的威胁,在对光学成像侦察卫星的成像过程以及影响其成像效果的成像条件进行分析的基础上,建立了基于目标检测概率的卫星威胁特性分析和预报模型,划分了威胁等级。通过STK/Matlab联合仿真,实时显示卫星在轨运行情况以及卫星对目标区域的覆盖信息,计算并输出在过境时间段内光学成像侦察卫星的威胁结果。仿真结果表明,该方法可提供更可靠和直观的光学成像侦察卫星威胁结果。     

元任务插入的多星成像侦察任务聚类启发式算法

在多颗卫星协同执行侦察任务时,多星成像侦察任务聚类能够提高多颗卫星的整体侦察效率。根据卫星成像侦察元任务之间的聚类关系及约束条件,建立了数学规划模型,并提出了模型求解的基于元任务插入的启发式聚类算法,最后结合实例验证了算法的有效性。     

光学成像侦察卫星威胁特性分析与仿真研究

为有效评估光学成像侦察卫星对地面目标的威胁,在对光学成像侦察卫星的成像过程以及影响其成像效果的成像条件进行分析的基础上,建立了基于目标检测概率的卫星威胁特性分析和预报模型,划分了威胁等级。通过STK/Matlab联合仿真,实时显示卫星在轨运行情况以及卫星对目标区域的覆盖信息,计算并输出在过境时间段内光学成像侦察卫星的威胁结果。仿真结果表明,该方法可提供更可靠和直观的光学成像侦察卫星威胁结果。     

光学成像侦察卫星威胁评估方法

未来作战中地面部队将面临越来越多来自空间的威胁,其中最突出的是侦察卫星威胁。以光学成像侦察卫星为例,进行了卫星威胁评估方法研究。首先探讨了卫星图像品质评价方法和影响因素,建立了侦察卫星对地面目标的检测概率模型,并引入光照、气象、对比度影响因子对检测概率进行修正。在此基础上考虑军事任务需求建立了针对目标尺寸已知情况下的威胁度计算模型,进一步按照目标大小划分威胁等级,给出了卫星威胁等级评价方法,所得到的威胁等级指标可为军事行动提供参考。最后给出了光学侦察卫星威胁评估应用实例。     

敏捷成像卫星观测方案局部动态协同重调度方法

通过开机时段间结构关系分析和开机时段内的观测任务序列结构关系分析,研究了敏捷成像卫星原观测方案的结构特点,提出了与原观测方案结构特点相适应的调整思路,设计了局部动态协同重调度算法,通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于MPSO的地面防空群维修任务规划研究

针对地面防空群的维修任务规划问题,建立维修任务规划流程,以维修任务的优先级、维修时间和维修保障资源消耗为目标,建立了地面防空群维修任务规划模型,根据战场环境特点,基于置信度法确定多目标参量的权重,将多目标优化问题转化为单目标问题,并采取改进的自适应粒子群优化算法对模型进行求解。通过实例验证,该方法在收敛速度及求解结果质量上均优于传统粒子群算法,可以有效解决地面防空群的维修任务规划问题,对部队维修保障决策具有一定的参考价值。     

基于模拟退火算法的电子侦察卫星任务规划问题研究

在分析电子侦察卫星的工作原理及其所担负的使命任务的基础上,首先给出了电子侦察卫星任务规划的基本过程;然后在明确电子侦察卫星任务规划问题的基本输入输出和一些基本假定的基础上,建立电子侦察卫星静态任务规划的混合整数规划模型;最后提出了一种解决电子侦察卫星任务规划问题的模拟退火算法(simulated annealing,SA)。实验结果表明:该算法有效地解决了针对固定目标的电子侦察卫星任务规划问题。     

敏捷C2组织鲁棒性研究

敏捷性的研究是信息时代的组织研究中的重要方面。设计一种敏捷的C2组织,以保证C2组织在执行任务时能够发挥最佳性能,以达到灵活应对任务、减少资源浪费和提升作战效能的目的,这样的组织称为敏捷C2组织。本文从敏捷C2组织形式化概念模型构建开始,对敏捷C2组织的敏捷性测度中的鲁棒性的含义及其测度方法进行详细的定义和阐述,并通过实验对方法进行分析研究验证。