临近空间目标探测任务规划系统的设计与实现

发布时间：2020-07-27 08:15

【摘要】：伴随着科学技术的不断进步,航空航天领域对于社会经济发展的影响也愈来愈显著,人们对于航空航天领域的需求也逐日扩大,这也加剧了航空航天领域探测活动的任务。所以,如何更加高效快捷地针对探测任务来制定探测方案,同时又能直观地感受到探测方案的可靠性和可执行性,成为一个需要解决的重要问题。本文基于通用软件开发平台Qt,采用模块化设计思想,设计并实现了临近空间探测任务规划系统,具体工作如下:1、本文基于对临近空间探测任务规划系统的需求分析,将系统分成探测任务管理模块、探测方案模块、探测方案的效能分析及数据展示模块,并分别对各模块的需求和功能进行了深入的分析,完成了相关设计。2、对探测方案模块中的探测目标设置子模块和探测方案制作子模块进行了重点研究。在探测目标设置子模块中,通过对空中目标和弹道目标分别建立航迹几何模型,实现了探测目标的航迹预估;在探测方案制作子模块中,基于贪心算法思路对探测装备的配置提出了解决方案,以实现探测计划的制作。3、在探测方案的效能分析及数据展示模块中,对探测方案性能指标进行深入的分析及讨论,为其提供了相应的设计方案,并利用数据可视化技术的思路设计了用于直观展示性能数据的方案,以此提高探测方案性能数据的多面性和可读性。4、对完成的系统进行了相关功能测试,各项功能达到了预期目标,验证了本系统的实用性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52
【图文】：

示意图,探测目标,示意图,贪心算法

２．３规划算法逡逑关于规划算法，常见的有分治法、动态规划、贪心算法。逡逑（１）分治法：逡逑分——将问题分解为规模更小的子问题；逡逑治一一将这些规模更小的子问题逐个击破；逡逑合——将己解决的子问题合并，最终得出“母”问题的解。逡逑（２）动态规划：把多阶段过程转化为一系列单阶段问题，利用各阶段之间的关系，逐个求以获得解决过程优化问题的解。逡逑（３）贪心算法：在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体优上加以考虑，他所做出的是在某种意义上的局部最优解。贪心算法不是对所有问题都能得整体最优解，关键是贪心策略的选择，选择的贪心策略必须具备无后效性，即某个状态以前过程不会影响以后的状态，只与当前状态有关。逡逑灥丨ｊ装备３逡逑

探测目标

探测装备４逡逑图２－２探测目标与探测装备时间关系图逡逑在针对探测目标配置探测装备资源时，最重要的原则是最大程度地探测跟踪目标。转换到简的问题中，便是探测装备的探测区间需要最大程度地覆盖探测目标的时间区间。逡逑可以明显地看出，上述简化后的问题是一个连续问题，很难使用分治法将整个问题切割成若互无关系的独立子问题进行求解，故使用分治法是不合理的。逡逑动态规划和贪心都是对子问题树的一种修剪，两种方法都要求原问题具有“子问题最优性”。而对于简化后的问题，每一次选取探测装备都会制造出一个新的“子问题”，而后再针对该“题”进行同样的手法直至求得最后的解。不难看出，动态规划和贪心都是可以解得该问题。动划是一定可以解得最优解，但是贪心在大多数情况下只是可以获得一个较好的解。逡逑考虑到探测装备之间并不会互相干扰，即前一个发现目标的探测装备并不会影响到后一个探备发现目标的时间。在该情况下，探测装备资源的配置策略便无后效性，故使用贪心算法来解测装备资源的配置问题，也是可以获得一个最优解（但不能获得全部最优解）。虽然也可以使态规划的方法来进行配置，但是考虑到无论是计算的复杂度还是程序的维护便利程度，贪心算

信息可视化

信息可视化与数据类型密切相关，按照数据类型可将信息可视化分为时空数据可视化、层逡逑次与网络数据可视化、文本与跨媒体数据可视化、多变量数据可视化。信息可视化己经成为可视化逡逑的主流应用方向。信息可视化的典型理论模型如图２－３所示。Ｇａｒｄ认为，从原始的数据到可视化再逡逑到认得感知系统是一个可调节的转换过程，首先将原始数据进行数据形式的转换，然后将转换了数逡逑据形式的数据映射为可视化结构，最后根据可视化结构在设备上显示。逦？逡逑Ｄａｔａ逦Ｖｉｓｕａｌ邋Ｆｏｒｍ逦［＜＾ｆ邋）逡逑Ｒａｗ逦Ｄａｔａ逦Ｖｉｓｕａｌ逦ｔａｓｋ邋ｊ逡逑－Ｄａｌａ邋．．．Ｊ邋心邋Ｊ，」邋ｒｆｒｕｃｔｕｉ逡逑Ｄａｔａ逦Ｍｓｕａｌ逦Ｍｅｗ逡逑Ｔｒａｔｔｓｆｏｒｍａｔｉｏｉｉｓ逦Ｍａｐｐｉｎｇｓ逦Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ逦Ｈ逡逑牛个、逦｜逡逑Ｈｕｍａｎ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ逡逑图２－３信息可视化灥逡逑可视分析学（ＶｉｓｕａｌＡｎａｌｙｔｉｃｓ）是由可视化和分析相结合形成的以可视化交互界面为基础的分析逡逑推理的新学科。综合图形学、数据挖掘和人机交互等技术，以可视交互界面为通道，将人的感知和逡逑认知能力以可视的方式融入数据处理过程，形成人脑智能和机器智能优势互补和相互提升，建立螓逡逑旋式信息交流与知识提炼途径，完成有效的分析推理和决策。包含数据分析、交互、可视化。逡逑（２）信息可视化逡逑在本系统中所需实现的数据可视化属于信息可视化。信息可视化中又涵盖文本可视化、网络可逡逑视化、时空数据可视化以及多维数据可视化。其中

【参考文献】