卫星对地观测任务启发式自主规划算法研究
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TP301.6

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四川省重点研发计划项目(18ZDYF3867);四川省重大科技专项(19ZDZX0024);国家自然科学基金项目(91338107)


Research on heuristic autonomous programming algorithm for satellite earth observation mission
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    摘要:

    传统的卫星对地观测任务调度依赖于地面控制中心离线生成执行计划,为将规划权与地面控制中心解耦,实现卫星对任务及时和自适应规划,本文通过对观测任务的分析,结合小卫星姿态转换能力强以及拥有计算单元的特点,对卫星观测动作以及约束条件做了合理抽象与简化,建立了问题模型,提出了一种适用于小型卫星调度观测任务的启发式自主规划算法HIPA,算法对于每个任务进行资源消耗计算并给出是否可被观测的结果.通过在不同资源条件限制情况下、不同数量的任务样本集上设置的系列对比实验表明,本文所设计的启发式自主规划算法求解性能更好,可最大化利用卫星资源在最短时间内得到规划序列,可有效提高卫星的观测效率.

    Abstract:

    The traditional satellite earth observation mission scheduling relies on the ground control center to generate an execution plan offline. To decouple the planning right from the ground control center and realize the satellitetomission timely and adaptive planning, based on the analysis of observation tasks and combined with the characteristics of small satellite with strong attitude conversion ability and computing unit, this paper establishes a problem model with a reasonable abstraction and simplification of satellite observations and constraints, and then proposes a heuristic independent programming algorithm(HIPA) suitable for small satellite scheduling observation tasks. The algorithm calculates the resource consumption for each task and gives the result of whether it can be observed. The comparison experiments on different sets of task samples under different resource conditions show that the heuristic independent programming algorithm proposed in this paper solves the problem better. It can obtain the planning sequence in the shortest time by maximizing the use of satellite resources, which can effectively improve the observation efficiency of the satellite.

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引用本文

引用本文格式: 张秀秀,王俊峰,杨春. 卫星对地观测任务启发式自主规划算法研究[J]. 四川大学学报: 自然科学版, 2020, 57: 663.

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  • 收稿日期:2019-07-26
  • 最后修改日期:2019-12-02
  • 录用日期:2019-12-09
  • 在线发布日期: 2020-07-06
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