侦察卫星引导式协同任务规划模型与算法研究

发布时间：2017-05-02 04:00

  本文关键词：侦察卫星引导式协同任务规划模型与算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着卫星应用的逐渐深入,卫星的数目和种类正在逐年增多,与此同时,卫星用户提出的观测需求也更加复杂多样化,其复杂性主要体现在时效的紧迫性、空间的广阔性和成像类型的完善性等方面。如今单颗卫星已经不能够满足用户日益增加的需求,采用多颗卫星进行协同配合,共同完成观测任务就变得十分重要,然而现有的卫星任务规划算法大多针对单颗星或者多颗同类型星,规划效率低,规划结果难以满足用户需求,资源利用率低,而引导式协同任务规划作为协同规划的一种重要协同方式能够很好的解决这些问题,因此本文主要针对引导式协同任务规划进行详细研究,具体工作主要有以下几部分:(1)针对引导式协同规划的特点,对引导式协同任务规划的具体流程进行阐述,并且明确引导卫星和被引导卫星在协同观测过程中的作用和职责。(2)结合卫星资源本身的属性、用户的观测需求以及引导式协同特点,对引导式协同模式进行研究,归纳典型的引导式协同模式,并且对其进行形式化表示。(3)对引导式协同任务规划建立约束满足建模,在充分结合基本约束条件、资源差异约束和引导式协同约束下建立引导式协同任务规划模型。(4)将规划风险要素引入优化目标中,从外部环境威胁风险、任务调整风险和资源可用性变化风险三个方面考虑规划的风险要素,并且设计考虑风险要素的优化目标。(5)设计引导式协同任务规划的分阶段求解算法。针对引导卫星,结合免疫克隆选择算法和免疫遗产算法提出双层免疫网络的变邻域求解算法。针对被引导卫星,在引导卫星规划方案的基础上,设计启发式求解规则,采用插入启发式求解算法进行求解,从而制定出完整的引导式协同任务规划求解算法。
【关键词】：侦察卫星 任务规划 引导式协同 智能优化算法 启发式求解
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V474.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析9-13
• 1.2.1 卫星任务规划模型研究现状9-10
• 1.2.2 卫星任务规划算法研究现状10-11
• 1.2.3 卫星任务规划技术研究现状11-12
• 1.2.4 国内外文献综述的简析12-13
• 1.3 论文主要研究内容和组织结构13-16
• 1.3.1 论文的研究内容13-14
• 1.3.2 论文组织结构14-16
• 第2章 侦察卫星协同任务规划问题分析16-27
• 2.1 侦察卫星协同任务规划问题提出16-19
• 2.1.1 侦察卫星协同任务请求17-18
• 2.1.2 侦察卫星协同观测的特点18-19
• 2.2 卫星协同任务规划总体框架设计19-25
• 2.2.1 卫星协同任务规划的组织实施过程19-23
• 2.2.2 多星多任务协同观测的基本输入输出要素23-25
• 2.3 引导式协同模式分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 侦察卫星引导式协同任务规划建模27-40
• 3.1 研究假设与简化27-28
• 3.2 引导式协同模式形式化表示28-29
• 3.3 引导式协同任务规划建模29-36
• 3.3.1 符号及变量集合的定义29-32
• 3.3.2 协同任务的约束条件32-34
• 3.3.3 多目标函数34-36
• 3.4 引入风险要素的协同任务规划模型36-39
• 3.4.1 风险要素36-37
• 3.4.2 风险要素对优化目标函数的影响37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 侦察卫星引导式协同分阶段求解算法40-56
• 4.1 引导卫星双层免疫网络的变邻域免疫算法40-47
• 4.1.1 编码方案设计40-42
• 4.1.2 算法实现流程42-47
• 4.2 被引导卫星任务插入启发式求解算法47-55
• 4.2.1 被引导卫星动态调度流程47-48
• 4.2.2 被引导卫星启发式规则48-51
• 4.2.3 执行任务基于启发式规则的插入方法51-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 仿真案例56-66
• 5.1 仿真方案想定56-61
• 5.1.1 资源设计56-58
• 5.1.2 任务设计58-61
• 5.2 仿真任务规划模型与算法61-65
• 5.2.1 任务规划模型描述61-62
• 5.2.2 算法对比实验62-65
• 5.3 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 郝会成;姜维;李一军;袁子清;;基于Multi-Agent敏捷卫星动态任务规划问题[J];国防科技大学学报;2013年01期

2 慈元卓;贺仁杰;徐一帆;谭跃进;;卫星搜索移动目标问题中的目标运动预测方法研究[J];控制与决策;2009年07期

3 张正强;谭跃进;王军民;;基于MAS的分布式卫星系统任务规划研究[J];系统仿真学报;2007年12期

4 贺仁杰;高鹏;白保存;李菊芳;姚锋;邢立宁;;成像卫星任务规划模型、算法及其应用[J];系统工程理论与实践;2011年03期

5 贺川;朱晓敏;邱涤珊;;面向应急成像观测任务的多星协同调度方法[J];系统工程与电子技术;2012年04期

6 姜维;庞秀丽;郝会成;;成像卫星协同任务规划模型与算法[J];系统工程与电子技术;2013年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郭玉华;多类型对地观测卫星联合任务规划关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年

  本文关键词：侦察卫星引导式协同任务规划模型与算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340200