成像偵察衛(wèi)星后移空余時間禁忌搜索列生成法調(diào)度約束滿足問題

來源：互聯(lián)網(wǎng)   發(fā)布日期：2011-09-29 17:17:59   瀏覽：7370次  

摘要:成像偵察衛(wèi)星調(diào)度是根據(jù)用戶需求,合理分配衛(wèi)星系統(tǒng)資源,充分發(fā)揮衛(wèi)星系統(tǒng)的能力,以滿足未來戰(zhàn)爭中日益增多的圖像需求.成像偵察衛(wèi)星實際是一種對地觀測衛(wèi)星,目前多顆觀測衛(wèi)星調(diào)度問題不論是在國外還是國內(nèi)都是一個嶄新的課題.于是,開展成像偵察衛(wèi)星調(diào)度問題的研究,不僅可以從理論探討多顆觀測衛(wèi)星調(diào)度方法,也可以滿足成像偵察衛(wèi)星應用中的實際需求.在對成像偵察衛(wèi)星的工作原理和用戶需求分析的基礎上,本文建立了成像偵察衛(wèi)星的調(diào)度模型,給出了相應的模型求解算法,并最終設計和實現(xiàn)了一個資源調(diào)度軟件系統(tǒng).本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下首先,在分析成像偵察衛(wèi)星的工作原理基礎上,給出了成像偵察衛(wèi)星調(diào)度中的主要約束條件,并且將成像偵察衛(wèi)星調(diào)度分為預處理和優(yōu)化兩個階段.其中預處理過程是根據(jù)用戶需求來篩選衛(wèi)星系統(tǒng)資源,確定每個觀測任務的可選資源優(yōu)化過程是根據(jù)優(yōu)化目標來確定哪些觀測任務將安排執(zhí)行以及為這些觀測任務分配相應的資源和執(zhí)行時間.通過采用調(diào)度預處理過程,可以事先篩選不可能完成的任務,降低需要調(diào)度的任務的數(shù)量,同時可以針對任務給出失敗的原因.這是本文的一個主要創(chuàng)新點.其次,在調(diào)度約束條件分析和一些基本假設的基礎上,本文建立了成像偵察衛(wèi)星調(diào)度問題兩種調(diào)度模型約束滿足問題模型和混合整數(shù)規(guī)劃模型,并給出了相應的的禁忌搜索和列生成算法.這是本文研究的另一個主要創(chuàng)新點.在禁忌搜索算法研究中,本文給出了一種初始解生成算法,提出了一種結(jié)合約束滿足和鄰域搜索技術的禁忌搜索算法,并且給出了針對多衛(wèi)星調(diào)度問題的幾種特殊的鄰域結(jié)構和鄰域的可行性判斷算法.為了降低鄰域交換中移動可行性判斷的計算時間,本文提出了一種多時間窗口條件下任務的后移空余時間的概念,用來計算在不違反其他任務時間約束的情況下任務的最大后移時間,并在此基礎上計算活動在插入活動隊列時的有效性.在列生成法算法研究中,本文將多衛(wèi)星調(diào)度問題分解為一個集合分割主問題和一個單衛(wèi)星調(diào)度子問題,通過循環(huán)迭代來求解調(diào)度模型.在單衛(wèi)星調(diào)度子問題求解中,論文將該問題轉(zhuǎn)換為一個具有時間窗口約束的最短路問題,并給出了相應的求解算法.該最短路算法具有一般性,可以對存在負權回路圖的最短路進行求解.最后,在調(diào)度模型及算法的研究基礎上,文中設計和實現(xiàn)了成像偵察衛(wèi)星調(diào)度的軟件系統(tǒng).同國外類似系統(tǒng)相比較,本文建立的軟件系統(tǒng)能對衛(wèi)星資源進行可視化管理,通過調(diào)度預處理模塊能自動分析任務的可以滿足其要求的衛(wèi)星系統(tǒng)資源,提前篩選不可能完成的任務,并給出具體的失敗原因.此外,本文研究的軟件系統(tǒng)能夠提供多種圖形方式展現(xiàn)調(diào)度方案,并完全集成了STK軟件的三維仿真演示模塊,能夠有針對性的對衛(wèi)星偵察監(jiān)視任務進行三維仿真演示,使用戶可以很方便對偵察任務進行分析.標題:成像偵察衛(wèi)星后移空余時間禁忌搜索列生成法調(diào)度約束滿足問題專業(yè):管理科學與工程學位:博士單位:國防科學技術大學@關鍵詞:成像偵察衛(wèi)星　后移空余時間　禁忌搜索　列生成法　調(diào)度　約束滿足問題　論文時間:2004分類:V474.27 導師:譚躍進 語種:中文文摘URL:

贊助本站