基于TVNS的敏捷对地观测卫星自主动作规划算法

针对敏捷对地观测卫星自主动作规划问题,建立了基于时间线约束网络的问题模型。通过对模型的分析,归纳出9种卫星动作序列,确定了各种动作序列之间的衔接关系,并在此基础上设计了动作时间的计算和调整方法,提出了基于三阶段变邻域搜索(Three-stage Variable Neighborhood Search, TVNS)的敏捷对地观测卫星自主动作规划算法。算法以任务调度结果作为初始解,分3个阶段,使用2种邻域结构进行变邻域搜索,实现了任务到动作的转换。通过实验证明了基于TVNS的敏捷对地观测卫星自主动作规划算法的有效性。

敏捷对地观测卫星自主任务调度方法

针对敏捷对地观测卫星自主任务调度问题,提出了自主调度策略,控制自主调度过程,使卫星能够在合适的时机针对合适的任务进行调度。充分考虑了数据回传任务和敏捷卫星特点,建立了星上自主任务调度问题的约束满足模型,提出了基于变邻域搜索的自主任务调度算法。算法利用启发式规则生成初始解作为搜索起点,使用3种邻域结构进行变邻域搜索。通过实验证明了自主调度策略的合理性和自主任务调度算法的有效性。

敏捷成像卫星快速需求筹划算法

敏捷成像卫星需求筹划主要解决如何判断敏捷卫星对地观测需求是否可执行以及何时执行的问题。首先,根据敏捷卫星对地观测的约束和特点,将敏捷卫星对地观测场景抽象成基于力学的理想弹簧系统,提出了常量机动时间和劲度系数的计算方法,实现模型关键参数的映射;然后,提出了一种启发式算法,利用理想弹簧系统的平衡状态时对应观测综合角度和最小的特点,通过计算系统的力平衡状态求解多个观测需求的整体最佳观测时间;最后,利用实际的观测需求,通过仿真对比验证了算法的有效性。仿真结果显示,所提算法提高了观测需求满足率和需求的优先级权重和,并且整体成像质量最优。