空域频域不确定条件下电磁探测卫星规划方法研究

电磁探测卫星对区域目标的覆盖搜索在反恐及海上搜救等领域发挥着重要作用.针对电磁探测卫星区域搜索任务中存在的空域频域不确定性,构建了电磁探测卫星区域搜索问题(EDSASP)中不确定因素的量化描述模型及决策要素模型,提出了基于贝叶斯决策的电磁卫星任务规划方法,并以信息探测收益和前端截获收益为优化目标,建立了空域频域不确定条...     

多平台空间目标观测协同调度问题

针对空间目标观测的平台多样性、单次观测不确定性、任务层次优先性等现实问题,从多平台任务协同分配的角度,统一考虑夭基、地基固定、地基移动观测平台,建立面向空间目标应急观测异构平台预调度模型,基于STK和改进NSGA-Ⅱ算法进行了仿真验证,为构建天地一体空间目标观测体系建立提供有益借鉴.     

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...     

基于约束满足的多目标对地观测卫星成像调度

EOS(对地观测卫星)成像调度需要根据用户提出的成像任务需求确定卫星成像序列,是一个复杂的组合优化问题。考虑到成像侧视约束条件,建立EOS成像调度的多目标有向无环约束图模型。在此模型的基础上提出了基于SPEA2(strength pareto evolutionary algorithm 2)的多目标成像调度算法,采用约束控制技术设计遗传算子处理成像约束。经过三个实际的多目标成像调度问题测试,表明该算法可以有效地解决EOS成像调度问题。     

一种基于地形分析的多目标关联算法

利用低时空分辨率的卫星遥感观测进行目标群关联,由于目标群运动状态转变的规律性不好寻找,目标群的精确属性特征难于获取,增加了利用目标属性进行关联的实现难度.考虑到地形特征对目标群运动影响的特点,提出了基于地形栅格分析的多目标关联算法.     

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。     

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...     

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。     

面向预警监视任务的雷达组网智能化资源调度

针对当前预警监视任务中雷达组网资源调度方法难以与太空目标数量井喷式增长、太空武器多样化发展的趋势相适应,而资源调度具有场景复杂、计算量大、精度要求高等特点的问题,在对反导预警与空间目标监视2类任务中资源调度原则分析的基础上,引入层次分析法与人工智能算法对资源调度问题进行求解,在任务和雷达2个层面实现了面向预警监视任务的雷达组网智能化资源调度。在任务层面,基于层次分析法对任务优先级进行了划分,为面临多个任务冲突时的任务优先选取提供了解决途径;在雷达层面,通过构建2类任务场景下的资源调度模型,在模拟退火算法和粒子群算法的基础上进行改进,提出了面向目标分配排序作业的模拟退火混合离散粒子群算法,对资源调度方案优化中的计算时间、资源节省率、算法合格率等3个指标进行了提升,有效提高了预警监视任务中雷达组网的探测效能。     

带有活动收益不确定特征的成像侦察卫星调度问题

根据区域目标的侦察需求,研究了面向区域目标的多星调度问题。分析了调度问题中活动收益不确定特征,讨论了活动收益的上下界。针对收益不确定的特点,设计了影响力指标用于评估活动对调度方案的影响。基于活动影响力与执行时间设计了一种带局部诱导的禁忌搜索算法,采用分层次的、变评价函数机制引导求解过程趋向多目标优化,在优先提高覆盖率的同时兼顾减少资源消耗。最后,以算例验证了算法的有效性,并通过方案比较说明算法具有较好的寻优能力。     

异构资源类型下多无人机任务分配

针对多无人机在执行侦察、打击任务的过程中携带任务资源的异构性,以及任务对于异构资源的要求,设计了一种改进的基于共识的捆绑算法(consensus-based bundle algorithm, CBBA)。考虑任务价值、任务执行时间窗以及航程代价等条件建立了多无人机对地目标侦察、打击任务分配模型。利用K-medoids聚类分析方法对多无人机进行基于距离和携带资源平衡的聚类,以解决多无人机对于异构资源类型的要求。对打击任务进行子任务生成,并利用改进后的CBBA求解所建立的任务分配模型,通过对比仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

A constrained optimization problem for a processor sharing queue

In this article we discuss a processor sharing queueing model for a stored program controlled telephone exchange. The model incorporates the effects of both call requests and operator tasks on the load of the processor. Newly arriving call requests and operator tasks can either be admitted or rejected and for this decision the state of the queue at the moment of arrival is available as information. To guarantee a high level of service, we formulate a constrained optimization problem. Two types of access control, viz., partitioning policies and sharing policies, are considered. The optimization problem is solved for partitioning policies and the performance of both types of policies is compared. © 1993 John Wiley & Sons, Inc.     

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。     

基于目标威胁度的相控阵雷达自适应调度方法

对时间资源的合理安排是相控阵雷达发挥自身优势的关键。将目标威胁度引入调度算法中,与工作方式和任务截止期共同进行综合优先级规划。通过构建目标威胁度的量化模型,使雷达在调度跟踪任务时依目标威胁度大小分配时间。提出了修正价值率和执行威胁率的概念,完善了性能评估指标。通过仿真,全面评价了新算法性能,验证了引入目标威胁度的合理性。结果表明,新算法可以有效提升相控阵雷达对高威胁度目标的处理能力。     

Real-time task scheduling with overheads considered

n periodic tasks are to be processed by a single machine, where each task i has a maximum request rate or periodicity F_i, a processing time E_i, a deadline D_i, relative to each request of task i, a task-request interrupt overhead I_i, and a task-independent scheduling overhead S. Two scheduling strategies are considered for sequencing the execution of an arbitrary arrangement of task requests in time: the preemptive and the nonpreemptive earliest-deadline algorithms. Necessary and sufficient conditions are derived for establishing whether a given set of tasks can be scheduled by each scheduling strategy. The conditions are given in the form of limited simulations of a small number of well-defined task-request arrangements. If all simulations succeed, the schedule is feasible for the given set of tasks. If any simulation fails, the schedule is infeasible. While interrupt handling and scheduling overheads can be handled by such simulations, context switching overhead resulting from preemption cannot. A counterexample illustrates how the simulations fail to uncover unschedulable task sets when context switching overhead is considered.     

基于复杂排队系统的TOC服务模型与性能分析

三值光学计算机的运算请求处理过程缺乏合理、系统的性能评价标准与体系。基于M/M/1、M/M/n、MX/M/1和M/MB/1构成的复杂排队系统,构建了三值光学计算机的四阶段服务模型,同时建立了立即调度和结束时调度两种不同策略与算法。基于不同排队系统讨论了运算请求的接收时间、预处理时间、运算时间和发送时间的计算方法,进而得到最终响应时间。最后,通过仿真实验对两种策略的模型进行验证,结果表明结束时调度策略明显优于立即调度策略。     

指挥控制中的多人多通道人机交互研究

指挥控制人机环境需要更加自然、高效并且支持协作的人机交互手段。在分析指挥控制中人机交互要素的基础上,提出了多人多通道人机交互概念模型和系统模型。基于该模型设计实现了原型系统,系统使用基于多点触摸的双手手势和语音两个通道实现态势和情报分析任务。通过实验和用户调查,验证了系统可以提高交互的自然性和高效性,对用户之间的协作工作效率也有改善,说明指挥控制中的多人多通道人机交互是有效的。     

北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法

在建立卫星导航系统星座自主守时时间基准时,必须消除星载原子钟钟差数据中包含的周期性波动,以免将其引入系统时间。针对这一问题,基于国际卫星导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的北斗系统星载原子钟钟差产品,提出了一种基于频谱分析的星载原子钟周期性波动校正方法。通过比较校正前后钟差数据的频率稳定度性能差异,确认该方法能够消除由环境因素引起的钟差数据周期性波动。北斗系统各类卫星星载原子钟的性能在校正后都得到了提升。地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升50%左右,中轨道地球卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升23%左右,倾斜地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升15%左右。经过校正,北斗二号和北斗三号系统中的星载原子钟普遍达到了地面站铯钟的频率稳定度性能,为完全基于星载原子钟的星座自主守时提供了基础。     

舰艇编队作战任务优化分配

从舰艇编队的实际作战需求出发,将作战使命分解为多个作战任务,然后分配给相关平台。首先在每个平台只能承担一项任务的前提下,构建了编队作战任务分配的基本模型。在此基础上研究了两平台协同执行任务时效能互补、单平台在同时执行多项任务时武器装备相互干扰等情况,进一步构建了考虑平台间协同效益和平台执行多任务的作战任务分配模型。应用改进的遗传算法给出了编队作战任务分配方案优化选择的具体方法步骤,最后针对一个典型案例进行了仿真计算与分析,验证了三种模型的合理性。     

用于DDR3访存优化的数据缓冲机制

为提高DDR3控制器访存效率,设计了基于DDR3存储器预取访问数据长度的数据缓冲机制,将访存请求分为三种基本类型并分别排队处理,降低数据丢弃和实际动态随机访问存储器访问发生次数。针对图像和视频类应用程序的实验结果表明,相对于传统先到先服务的DDR3访存控制器,该机制取得了平均21.3%、最好51.3%的性能提升,硬件开销在可接受范围内。