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《国防科学技术大学》 2010年
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敏捷卫星任务调度技术研究

向仍湘  
【摘要】:论文主要研究新一代对地观测卫星——敏捷卫星(Agile Earth Observing Satellite, AEOS)任务调度问题。与传统对地观测卫星相比,此类卫星具有更高的自由度,具备滚动、俯仰、偏航等姿态调整能力,因此敏捷卫星具有更强的对地观测能力。与此同时,敏捷卫星任务调度与普通对地观测卫星相比具有更大的灵活度和复杂性,是卫星任务调度领域出现的新而复杂的问题。 基于上述背景,在总结分析国内外相关工作的基础上,论文针对敏捷卫星任务调度问题展开研究,涉及的内容包括敏捷卫星任务调度问题分析、求解模型构建、区域目标分解及面向立体成像目标任务调度等方面,主要工作和研究成果如下: 1.分析了敏捷卫星对地观测的工作原理及组织实施过程,给出了敏捷卫星任务调度约束条件,设计了一种针对不同需求任务的求解框架。该框架将敏捷卫星任务调度问题分解为:区域目标分解、综合规划调度和面向立体成像需求的动态调整等三个子问题。为关键技术的研究提供总体框架支持和顶层指导。 2.对于区域目标分解问题,首先详细分析了现有的分解模型与求解算法。论文在已有研究成果的基础上改进了带时间标记的成像条带模型,并设计了约束可满足的区域目标分解算法。 3.对于敏捷卫星综合规划调度过程,建立了约束规划模型,提出了面向大规模调度问题快速获取满意解的基于模拟退火与遗传算法相结合的混合遗传算法和面向小规模调度问题搜索更优化解的基于上限最优的列生成算法,设计了仿真实验,仿真结果验证了算法的有效性。 4.针对面向立体成像需求的动态调整问题,在敏捷卫星综合规划调度结果的基础上,分析了立体成像观测活动动态调整的可能情况,建立了动态约束满足问题模型,设计了解决立体成像任务调度动态调整的四种邻域结构,提出了基于禁忌搜索算法的面向立体成像需求的动态调整方法。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V448.2

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