对地观测卫星动态能力评估系统

为解决卫星系统的顶层设计和规划论证问题,提出一种基于任务规划的对地观测卫星动态能力评估方法,设计实现了相应的对地观测卫星动态能力评估系统。介绍了该系统的总体结构和功能,设计了适用于多星任务规划问题的变邻域禁忌搜索算法,最后总结并展望了系统未来的应用前景。     

卫星双向与单向载波联合的北斗星载钟短稳评估方法

卫星导航系统评估星载钟稳定度通常需要大型地面监测网的观测数据和复杂的钟差确定算法,不能基于单站观测数据实现。论文在分析利用单站观测数据评估星载钟短稳方法的基础上,提出了一种相对容易实现的联合卫星双向载波测距值与GNSS单向载波观测值的星载钟短稳评估方法。该方法通过卫星双向载波测距确定星地几何距离,基于消除星地几何距离的GNSS接收机载波相位观测值估算卫星相对钟差,进而实现其短稳评估。利用北斗系统观测数据进行了有效性验证,并与复杂钟差确定算法以及利用平滑广播星历的方法(SBE法)进行了对比,本文方法与复杂钟差确定算法计算的结果相符,在1000s平滑间隔内与SBE法结果一致,相对误差小于10%,1000s以上好于SBE法。     

基于协同进化的多平台联合对地观测优化调度

在分析了卫星与无人机在执行观测与资源调度上的特性差异基础上,建立了多平台联合对地观测调度问题的数学模型,提出了多平台协同进化调度算法(MPCCPSA)进行求解。MPCCPSA采用分层式协同进化架构解决了不同类型观测方案统一调度生成问题。根据不同类型平台使用特性以及观测目标集合特点,采用分治-合作策略将其分解分配到各平台,顶层的交叉、变异操作保证各种群的多样性,底层的分治、合作算子保证卫星与无人机之间保持观测能力动态互补,在确保可行解的前提下加快收敛速度。仿真实验表明该方法能够有效解决空-天基多类型平台联合观测优化调度问题。     

一种基于多Agent强化学习的多星协同任务规划算法

在分析任务特点和卫星约束的基础上给出了多星协同任务规划问题的数学模型.引入约束惩罚算子和多星联合惩罚算子对卫星Agent原始的效用值增益函数进行改进,在此基础上提出了一种多卫星Agent强化学习算法以求解多星协同任务分配策略,设计了基于黑板结构的多星交互方式以降低学习交互过程中的通信代价.通过仿真实验及分析证明该方法能...     

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)...     

基于动态罚函数遗传算法的电磁探测卫星多星规划方法

针对电磁探测卫星的特点,考虑其主要约束条件,建立了多星联合规划数学模型,提出了基于遗传算法的电磁探测卫星多星规划算法.为处理遗传算法迭代过程中产生的不可行解,引入了基于罚函数法的约束处理方法.针对罚函数法中惩罚系数难以确定的特点,设计了惩罚系数自适应调整的动态罚函数机制.根据模拟的数据进行实验及分析,表明该方法能有效解决电磁探测卫星多星规划问题.     

面向多星观测调度的分层迭代算法

提出一种基于分治策略的多星观测分层调度框架,在该框架下,用蚁群优化算法把任务分配至各轨道圈次上,并利用自适应模拟退火算法求解各轨道圈次的调度问题。根据各轨道圈次调度结果的反馈情况,再调整任务分配方案,重复上述过程直到达到算法终止条件。为了提高算法的性能,在设计蚁群算法的启发式信息模型时,应充分考虑卫星调度问题的领域知识;在模拟退火算法中设计两个邻域结构,采用动态选择策略在优化过程中确定最佳邻域搜索结构。仿真实验表明,该方法有效地降低了问题求解的复杂度,尤其在求解大规模多星观测调度问题时表现出优异的性能。     

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。     

电子侦察卫星联合侦察的混合调度算法

针对电子侦察卫星的使用约束,及不同任务的调度需求,建立了电子侦察卫星联合侦察的多目标混合整数规划模型.利用进化算法的全局搜索能力和变邻域搜索的局部优化能力,提出了一种多目标进化算法和变邻域搜索相结合两阶段混合调度算法MOEA VNS.针对问题多时间窗组合优化特点,设计了进化算子与邻域移动算子,在确保解多样性的同时使算法...     

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。