基于分解优化的多星合成观测调度算法

某些卫星的侧摆性能较差,必须进行合成观测以提高观测效率.研究了多星联合对地观测中的任务合成观测调度问题.提出了将原问题分解为任务分配与任务合成的分解优化思路.任务分配为任务选择卫星资源及时间窗口;任务合成则针对该分配方案,将分配到各卫星的任务按照轨道圈次分组,分别进行最优合成.采用蚁群优化算法(Ant colony optimization,ACO)求解任务分配问题,通过自适应参数调整及信息素平滑策略,实现全局搜索和快速收敛间的平衡.提出了基于动态规划的最优合成算法,求解任务合成子问题,能够在多项式时间内求得最优合成方案.依据分配方案的合成结果,得到优化方案的特征信息,反馈并引导蚁群优化算法对任务分配方案的搜索过程.大规模测试算例验证了本文算法的效率.

卫星单轨任务合成观测问题及其动态规划算法

一类遥感卫星的侧摆机动性能较差,必须考虑将某些任务合成观测以提高观测效率。研究了卫星在单个轨道圈次内,任务间的最优合成观测问题。建立了问题的约束优化模型,分析合成任务性质,基于合成任务间存在角度相关及时序特征,将问题按照卫星的最大侧摆次数划分为多个阶段,利用动态规划思想,得到了问题的最优解。测试算例验证了算法的有效性。

卫星合成观测调度的最大覆盖模型及算法研究

遥感卫星采用合成观测方式可以提高观测效率,研究了遥感卫星合成观测调度问题.通过分析观测活动与目标的覆盖关系,建立了考虑任务优先级的最大覆盖模型.分析了观测活动性质,并基于观测活动间存在时序关系特征,将问题按照卫星的最大侧摆次数划分为多个阶段,提出了基于动态规划思想的算法,能够在多项式时间内得到问题的最优解.测试算例验证了算法的有效性.

基于动态任务合成的多星观测调度方法

合成观测可以提高卫星的观测效率,研究了遥感卫星的动态合成观测调度问题。分析了卫星对多个任务合成观测的条件,在此基础上,建立了任务需求度、资源竞争度以及任务合成中的最小侧摆、最小数据冗余启发式,提出了基于动态任务合成的多星观测调度启发式算法。仿真实例表明,此方法可以有效提高卫星的观测效率。

综合点目标和区域目标的多星观测调度

卫星遥感应用中存在点和区域两类任务,两类任务的调度方式存在区别,将二者综合调度困难。本文将点目标视为特殊的区域目标,将它们按照卫星观测机会分解成元任务,并将两类任务统一成元任务。根据任务类型分别构建收益函数,兼顾了二者在收益计算上的差异,从而建立综合模型对两类任务统一处理。根据问题特征,设计了具有多重分化机制的模拟退火算法进行求解,通过随机扰动、重排列及重启动三种分化机制,避免算法陷入局部最优,以得到更优解。实例验证了方法的有效性。

多星协同观测条件下区域目标的动态划分方法

针对多星对区域目标的协同观测问题建模,提出了基于卫星观测能力的动态划分方法,划分时能够充分利用卫星的每次过境观测机会,依据不同卫星的遥感器幅宽、侧摆能力以及卫星轨道参数特征,以及偏移参数动态划分区域目标,构造多个候选观测场景,特别适用于运动轨迹、工作模式存在差异的多颗卫星联合观测的情况。仿真实验表明,采用本文的划分方法,能够明显提高多星对区域目标协同观测的效率。

面向点及区域目标的遥感卫星任务调度

遥感应用需求中存在点目标和区域目标两类任务,遥感卫星对两类任务的调度方式存在很大区别,将二者统一调度困难。本文将点目标视为特殊的区域目标,将它们按照卫星观测机会分解,构建元任务,将两类目标在元任务层次进行统一;根据任务类型分别构建收益函数,兼顾了二者在收益计算上的差异,并建立了面向点及区域目标的遥感卫星任务调度模型,实现了对两类任务的综合调度。仿真实例证明,此方法能够提高卫星的观测效率。

PKI信任度模型路径算法研究

分析了分布式环境中信任的特点,总结了目前PKI体制中实体信任的缺陷,介绍了信任度机制以及信任路径中的两种独立路径-不相交路径和连通路径。结合图论中的最可靠路径算法,提出了一种PKI信任度模型中优化的可靠路径算法,提高了信任的准确性。

多星任务规划系统调度结构

多星调度结构设计是构建多星任务规划系统的基础,该文提出分布式的多星调度结构,将调度功能分为2个模块——负责搜索控制等功能的核心控制模块和只负责与单个卫星信息相关功能的扩展模块。该结构便于处理各个卫星的约束,利于系统扩展、维护。扩展模块可以并行运行,提高系统运行效率。以多星调度的禁忌搜索算法为例,分析模块之间的关系,为未来多星任务规划系统建设提供了有力支撑。

一种新的PKI信任度模型算法设计

PKI体制中的信任机制存在缺陷,分析了信任的特性以及目前PKI体制中实体间信任的缺陷;信任度机制能够缓解PKI中的信任危机。对Beth信任度算法进行了研究,分析了其存在的缺陷,并提出了新的信任度模型算法,新算法利用概率统计理论放松了对直接信任的限制,通过惩罚系数以及位置参数解决了惩罚不均的现象,利用最可靠路径的BRP算法得到了系统中总体最可靠信任的路径,避免了推荐信任中的不稳定,并提高了认证的效率和准确性。

多星侦察移动目标:一种基于潜在区域的求解策略

针对面向移动目标侦察的多星联合调度,提出了一种新颖的求解策略:将移动目标问题转变为区域目标问题,即在多星联合侦察的框架内利用电子侦察引导信息构建移动目标的潜在区域,基于约束满足问题(CSP)描述方法以最大覆盖率为目标建立了面向潜在区域目标的多星联合调度模型,并提出了相应的禁忌搜索算法。通过基于潜在区域的求解策略,可以优化星载遥感器的侦察方案,指导移动目标侦察任务的执行。

遥感卫星任务规划问题研究现状与展望

随着遥感卫星的发展以及遥感应用需求的增加，遥感卫星任务规划问题日益突出。本文分析遥感卫星任务规划问题的分类和主要约束，分别从模型表示及求解算法两方面分析卫星任务规划的研究进展。最后，针对多颗遥感卫星的任务规划，指出未来的研究方向。

皮纳卫星应用与特点分析

皮纳卫星是指质量为千克级、以微机电系统（MEMS）技术为基础的小卫星其中纳卫星一般指质量在10kg以下的小卫星，皮卫星一般是指1kg以下的小卫星。皮纳卫星具有成本低、研制周期短、发射灵活等突出优点，能通过组成星座、编队或卫星群完成单颗大卫星难以实现的任务，在研发和应用上具备一定的优势：如飞行机会更多，从而促进科学技术的更快转化和应用；

PKI中信任查询协议的设计

分析了目前PKI体制中实体信任的缺陷,信任度机制可以有效提高目前PKI系统中实体间的信任级别。建立了实体在建立信任过程中的信任度查询协议,举例进行了验证并分析,证明其能够有效发现信任路径,使实体间快速建立信任。

一种开放式架构的天基网络化计算平台体系设计

传统卫星平台计算处理能力有限,主要采用星上存储、过境回传、地面处理、分发应用的模式,天基信息服务响应速度慢、服务周期长。为提高天基信息系统服务能力,必须提高天基平台计算处理能力,实现信息在轨实时处理、快速分发、快速应用。本文提出了一种新型的天基网络化计算平台体系架构,设计了硬件架构、软件架构以及容错架构,结合典型演示案例,证明了该体系结构的可行性。

遥感星座的效能分析与重构控制

低轨大规模星座的效能与重构分析对星座体系设计和系统维护具有重要意义。基于最新的遥感卫星星座,提出了综合指标评价函数,基于典型的低轨遥感星座系统,分析了其星座性能,并根据星座服务可用性的寿命预测模型分析其在轨服务故障特性,分析星座在不同故障模式下的星座剩余性能,并选择合理的星座重构优化策略对剩余星座进行优化重构,最后通过最优控制方法求解重构路径并进行LQR控制策略优化仿真,评估星座损坏前后和重构过程中星座的整体性能和重构方案的合理性。

美国改革商业遥感许可制度,确保全球领先地位

2020年5月20日,美国商务部(DOC)通过国家海洋与大气管理局(NOAA)发布了最新版《私营遥感航天系统许可最终规则》,对现有的许可制度(15CFR第960部分,2006年发布)进行了改革。本规则于2020年7月20日正式生效。本文对该规则的发展现状和主要内容进行介绍,并得出结论。

考虑任务合成的成像卫星调度问题

某些成像卫星的侧摆机动性能较差,限制了卫星的观测能力,需要考虑任务合成以提高观测效率。建立了考虑任务合成的成像卫星调度问题模型,并提出了求解该模型的快速模拟退火算法(VFSA)。算法针对元任务及合成任务分别构造邻域,采用合成邻域、分解邻域实现调度过程中任务动态合成操作。采用"冒险"的接受概率和快速退火计划,提高算法的求解速度。采用回火机制及3种分化策略,避免算法陷入局部最优。大规模测试算例验证了算法的效率。

多星成像调度问题基于分解的优化算法

提出了一种求解多星成像调度问题的基于分解的优化算法,将问题分解为任务分配主问题与单星成像调度子问题.任务分配主问题生成不同卫星的任务分配方案,单星成像调度子问题则根据分配的任务进行优化,生成每颗卫星的成像调度方案.采用自适应的蚁群算法求解任务分配主问题,通过自适应参数调整策略及信息素平滑策略,实现全局搜索和快速收敛间的平衡.采用启发式算法及快速模拟退火算法求解单星成像调度子问题,通过综合多颗卫星的调度结果,可以对任务分配方案进行评价,引导蚁群算法搜索优化的任务分配方案,最终得到多颗卫星的成像调度方案.大规模测试算例验证了算法的效率.

多星协同对区域目标观测的动态划分方法

针对多星协同观测条件下的区域目标划分问题,提出了基于成像卫星在不同观测角度下对区域目标不同覆盖范围的动态划分方法。依据卫星每次经过区域目标时对区域的可观测范围,按照星载遥感器的不同观测角度对区域目标进行分解。采用立体几何计算卫星在某侧视角度下对区域目标的覆盖范围。采用MapInfo软件计算多个条带对区域目标的综合覆盖率。仿真试验表明,在采用相同调度算法的情况下,基于本文提出的区域划分方法,能够明显提高多星对区域目标协同观测的效率。