对地观测卫星任务调度技术研究

发布时间：2022-12-05 04:59

　　对地观测卫星具有覆盖范围广、持续时间长、不受国域和时域限制等特点,在区域作战、反恐维稳、联合演习等军事活动中应用广泛。任务调度作为卫星对地观测应用的核心,具有广阔的应用前景和研究价值,本文主要针对密集型或者突发性任务调度开展研究。针对现有卫星任务调度中存在模型构建不够完备、算法求解效率不高、调度系统稳定性不强等问题,以提高对地观测卫星利用效益和维持调度系统稳定性为目标,根据调度环境、调度策略不同,分别构建确定条件下卫星任务合成与调度模型以及不确定条件下卫星任务前摄式调度和反应式调度模型,并根据不同模型分别设计不同求解算法。主要研究工作如下:（1）分析卫星工作原理和工作流程,根据不同因素对卫星任务调度方案进行分类总结,详细阐述卫星任务调度模型输入、输出、约束条件、调度目标四个基本要素,在不影响调度模型的前提下对问题共性特征进行了一般性假设,最后给出了卫星任务调度问题求解的基本过程:调度预处理、模型构建、算法求解和方案验证。（2）针对密集型任务调度时往往出现任务之间相互排斥,任务收益较低等问题,对任务进行合成分析,结合卫星资源约束、任务间姿态调整时间约束和任务唯一性等约束,构建了基于任务合... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 对地观测卫星研究现状
        1.2.2 对地观测卫星任务静态调度研究现状
        1.2.3 对地观测卫星任务动态调度研究现状
    1.3 研究内容与研究思路
    1.4 论文组织结构
第二章 对地观测卫星任务调度分析
    2.1 对地观测卫星工作原理和流程
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 工作流程
    2.2 对地观测卫星任务调度问题分析
        2.2.1 问题概述
        2.2.2 基本要素
    2.3 对地观测卫星任务调度求解思路
        2.3.1 基本假设
        2.3.2 求解思路
    2.4 本章小结
第三章 卫星任务合成与调度研究
    3.1 引言
    3.2 卫星任务合成分析
    3.3 卫星任务调度模型
        3.3.1 参数设置
        3.3.2 决策变量
        3.3.3 目标函数
        3.3.4 约束条件
    3.4 IFWA算法求解
        3.4.1 FWA算法基本原理
        3.4.2 精英选择策略设计
        3.4.3 编码和解码设计
        3.4.4 适应度函数设计
        3.4.5 算法描述
    3.5 仿真实验与分析
        3.5.1 参数设置
        3.5.2 实验分析
    3.6 本章小结
第四章 卫星任务前摄式调度技术
    4.1 引言
    4.2 前摄式调度鲁棒性评价指标
        4.2.1 调度收益
        4.2.2 松弛度
    4.3 卫星任务前摄式调度模型
        4.3.1 决策变量
        4.3.2 目标函数
        4.3.3 约束条件
    4.4 DMOPSO算法求解
        4.4.1 MOPSO算法基本原理
        4.4.2 编码和种群初始化
        4.4.3 离散型多目标粒子群更新策略
        4.4.4 外部档案维护策略
        4.4.5 最优值选取策略
        4.4.6 评价指标
        4.4.7 算法描述
    4.5 仿真实验与分析
        4.5.1 参数设置
        4.5.2 实验分析
    4.6 本章小结
第五章 卫星任务反应式调度技术
    5.1 引言
    5.2 反应式调度驱动策略
    5.3 卫星任务反应式调度模型
        5.3.1 决策变量
        5.3.2 目标函数
        5.3.3 约束条件
    5.4 MISR-HA算法求解
        5.4.1 任务选择策略
        5.4.2 任务合成策略
        5.4.3 任务替换策略
        5.4.4 算法描述
    5.5 仿真实验与分析
        5.5.1 参数设置
        5.5.2 实验分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结和主要创新
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]面向应急需求的成像卫星单任务综合规划[J]. 杨正磊,钟文冬,席涛,任猛,任登高,谢夏洁.  系统工程与电子技术. 2018(09)
[2]高分六号卫星发射成功 中科院作出重要贡献[J].   仪器仪表用户. 2018(07)
[3]人工智能的崛起将深刻影响对地观测市场[J]. Valery Komissarov,张海燕.  数字通信世界. 2018(S1)
[4]2017年国外民商用对地观测卫星发展综述[J]. 龚燃.  国际太空. 2018(02)
[5]2017年国外军用对地观测卫星发展综述[J]. 刘韬,徐冰.  国际太空. 2018(02)
[6]基于改进DE算法的敏捷成像卫星前摄式调度[J]. 李志亮,李小将,张东来.  系统工程与电子技术. 2018(02)
[7]基于资源预留的成像卫星鲁棒性任务规划方法[J]. 张忠山,谭跃进,义余江,邢立宁.  系统工程理论与实践. 2016(06)
[8]基于大规模变量分解的多目标粒子群优化算法研究[J]. 邱飞岳,莫雷平,江波,王丽萍.  计算机学报. 2016(12)
[9]面向容错的对地观测卫星实时任务调度研究[J]. 朱晓敏,王建江,王吉,刘忠.  电子学报. 2015(08)
[10]一种多策略融合的多目标粒子群优化算法[J]. 谢承旺,邹秀芬,夏学文,王志杰.  电子学报. 2015(08)

博士论文
[1]机器故障下柔性JobShop调度研究[D]. 何伟.重庆大学 2012
[2]动态不确定环境下航天器观测调度问题研究[D]. 李玉庆.哈尔滨工业大学 2008
[3]成像卫星鲁棒性调度方法及应用研究[D]. 王军民.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]鲁棒性资源调度方法及其在卫星任务规划中的应用[D]. 张驰.国防科学技术大学 2010



本文编号：3709729