置换表示方法求解多卫星多地面站调度问题

针对多卫星成像和多地面站数传并存的对地成像调度问题,从置换空间到调度解空间的映射方法和置换空间的搜索算法两方面进行了研究.提出了一种数传时间窗优先的置换序列映射算法,并证明该映射算法可以将置换序列映射到调度解空间上的最优解.提出了一种遗传随机搜索算法,基于有记忆随机邻域搜索,在置换空间上进行搜索.仿真计算表明,随机邻域搜索可以增强遗传算法的局部搜索能力,搜索结果平均获得了4.64%的改进.

基于LGN-VNS的多卫星区域目标覆盖算法

针对多卫星区域目标覆盖(Multi-satellite Regional Target Coverage,MSRTC)问题,提出了一种基于局部网格嵌套的变邻域搜索算法(Variable Neighborhood Search Algorithm Based on Local Grid Nesting,LGN-VNS)。分析了区域目标处理中网格离散精度对覆盖方案的最优性和求解复杂度的影响,设计了一种降低计算复杂度的局部网格嵌套(Local Grid Nesting,LGN)策略;针对LGN策略的特性,引入变邻域搜索(Variable Neighborhood Search,VNS)框架形成LGN-VNS算法。LGN-VNS算法通过对目标覆盖区域进行局部逐级划分,逐步扩大覆盖方案选择范围,在拓展搜索空间的同时避免了大量冗余计算。将LGN-VNS算法应用到以最大覆盖范围为目标的卫星区域目标覆盖问题中。仿真结果表明,LGN-VNS算法在初始覆盖方案的基础上平均提升覆盖率可达29.73%,与传统VNS算法16.38%的提升率相比表现出了显著的提升效果。与遗传算法相比,LGN-VNS算法能够在36.44%的时间内获得收益值更高的覆盖方案,验证了LGN-VNS算法的有效性和高效性。