多星联合对地观测能力评估系统设计与实现

根据卫星对地观测原理,提出了一种基于任务规划的多星联合对地观测动态能力评估方法,并设计实现了相应的多星联合对地观测能力评估系统。该系统能够评估卫星系统针对具体任务的整体应用能力,支持卫星系统的顶层设计和规划论证。介绍了该评估系统的总体结构及功能,讨论了系统实现过程中的调度预处理、STK接口、调度引擎、能力评估等关键模块的实现技术,总结了系统的应用前景。     

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。     

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。     

一种对地观测卫星应用任务描述模型

对地观测卫星(EOS)的应用任务建模是任务规划与调度的重要组成部分.从对地观测卫星系统的组成、应用任务特点以及建模基本要素等3个方面,对应用任务进行了详细的分析,其中特点包括任务周期性、严格的时间限制性、实体属性的复杂性以及任务的突发性等,建模基本要素主要包括约束条件和活动.在此基础上,使用规划领域定义语言(PDDL)...     

敏捷卫星任务规划问题研究现状与展望

任务规划是敏捷卫星执行对地观测任务的有效支撑和重要保证,为深刻理解和准确把握敏捷卫星任务规划研究中的关键问题,对国内外相关研究进行了总结分析,并对下一步研究进行展望。首先阐述了敏捷卫星任务规划问题的描述要素、分类方法和求解难点,然后从点目标、区域目标、立体成像、长条带目标4个方面梳理了敏捷卫星任务规划的研究进展;最后分析了目前研究中存在的成像模式研究较少、规划模型不完善、评价方法单一等问题,并结合发展需求,提出需要从多种成像模式下的任务规划、敏捷卫星组网协同和自主任务规划、高效的求解算法等方面展开进一步研究。     

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。     

基于代理模型的卫星系统仿真优化平台

针对既定目标,采用卫星系统进行协同观测可以最大化卫星系统的整体效能,如何对卫星系统的轨道或载荷参数设计是一个设计空间大、设计变量多的优化问题。对此,采用基于代理模型的仿真优化,通过改进广义模式搜索算法在设计空间中搜索最优解,并以此为核心设计开发卫星系统仿真优化平台。该平台集成问题建模、仿真优化和结果评估显示,为用户提供设计和改进卫星系统方案的方法和依据。采用该平台对卫星系统设计实例进行优化,通过对比发现,平台的优化结果稳定性和优化效率优于STK-Analyzer。     

预警卫星情报处理系统效能评估

预警卫星面临着海量情报数据处理的任务需求,正确地评估其情报处理系统效能对分析预警卫星的探测能力具有重要意义。通过分析情报处理系统工作模式,依据效能评估准则和指标体系构建原则,从情报处理能力、目标检测能力、资源运用能力、系统服务能力4个方面构建了预警卫星情报处理系统的效能指标体系,并针对相应的各项指标构建了数学模型,为下一步预警卫星的整体评估工作奠定基础。     

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。