【摘要】：隨著國際空間科學衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展,空間科學與人們的生活聯(lián)系越來越多。天文觀測是進行空間科學探索的重要方式,天文衛(wèi)星觀測任務規(guī)劃對觀測成果的獲取是非常重要的。對宇宙空間中出現(xiàn)的爆發(fā)源等機遇目標ToO(Target of Opportunity)觀測是天文觀測的一個顯著特點。由于機遇目標往往時效性要求高,且蘊含著非常豐富的科學現(xiàn)象和規(guī)律,因此當出現(xiàn)機遇目標時,要快速對機遇目標進行響應,插入機遇目標觀測,打斷原有的觀測方案,對觀測方案進行任務重規(guī)劃,以獲得更高的科研觀測收益。天文衛(wèi)星的總體任務觀測收益是由初始任務規(guī)劃方案和機遇目標任務重規(guī)劃后的方案共同決定的。因此開展天文衛(wèi)星任務規(guī)劃和機遇目標的任務重規(guī)劃研究對獲得更多、更有意義的科學數(shù)據(jù),使得科學產(chǎn)出更大化具有重要意義。研究天文衛(wèi)星機遇目標任務重規(guī)劃問題,不可避免地,首先要研究天文衛(wèi)星任務規(guī)劃問題,并在此基礎上開展機遇目標的重規(guī)劃研究。針對天文衛(wèi)星觀測任務規(guī)劃和機遇目標任務重規(guī)劃問題,在廣泛調(diào)研國內(nèi)外研究人員相關的研究理論和成果之上,分析了天文衛(wèi)星機遇目標任務的特點,研究了基于規(guī)則的啟發(fā)式算法和遺傳算法求解任務規(guī)劃問題,并設計了一種動態(tài)插入機遇目標任務的任務重規(guī)劃算法。本文主要工作及創(chuàng)新如下:(1)針對天文衛(wèi)星任務規(guī)劃和機遇目標任務的特點,分析了天文衛(wèi)星任務規(guī)劃的各種要素。提出最大化任務規(guī)劃總收益和最小化重規(guī)劃后的任務規(guī)劃方案與原始任務規(guī)劃方案的距離的任務重規(guī)劃目標,歸納了天文衛(wèi)星機遇目標任務重規(guī)劃的任務規(guī)劃過程。(2)建立了天文衛(wèi)星任務規(guī)劃問題模型,提出了一種高效的基于規(guī)則的啟發(fā)式任務規(guī)劃求解算法,設計了任務權重和靜態(tài)任務優(yōu)先度兩種啟發(fā)規(guī)則因子,在任務規(guī)劃過程中采用嘗試移位方法減少與已安排任務的沖突,插入更多高優(yōu)先級任務。同時,設計了一種改進的遺傳算法進行對比試驗。實驗仿真結果表明,本文所設計的基于規(guī)則的啟發(fā)式算法針對長周期的高密度任務規(guī)劃問題,能夠高效的得到有效解,遺傳算法在任務量非常大的時候收斂速度和求解效率都不及基于規(guī)則的啟發(fā)式算法。(3)天文衛(wèi)星機遇目標任務重規(guī)劃是對動態(tài)到達的機遇目標任務進行規(guī)劃。對天文機遇目標任務重規(guī)劃問題進行了建模,采用本文設計的基于規(guī)則的啟發(fā)式算法生成原始任務規(guī)劃方案,提出了基于開始時刻擁擠度和靜態(tài)任務優(yōu)先度的啟發(fā)式算法,在原始規(guī)劃方案的基礎上進行動態(tài)調(diào)整插入機遇目標任務,解決了機遇目標重規(guī)劃生成的新任務規(guī)劃方案與原始任務方案差別巨大和求解時間效率低的問題,同時滿足了機遇目標時效性高的要求。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V474.1;P111

【相似文獻】

相關期刊論文 前4條

1 張輝明;魯藝;張振中;;基于威脅聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的一種無人機航跡重規(guī)劃方法[J];火力與指揮控制;2017年11期

2 胡虹;智能水下機器人任務規(guī)劃專家系統(tǒng)的研究[J];計算機與數(shù)字工程;1998年01期

3 李艷;陳彩;李鐵松;蘇蘭明;;游戲地圖中的分層動態(tài)路徑搜索算法[J];計算機工程;2012年02期

4 楊遵;雷虎民;唐治理;;基于作戰(zhàn)效能的無人機航路規(guī)劃研究[J];電光與控制;2009年11期

相關碩士學位論文 前5條

1 劉勇;天文衛(wèi)星機遇目標任務重規(guī)劃方法研究[D];中國科學院大學(中國科學院國家空間科學中心);2019年

2 曾素穎;動態(tài)環(huán)境下航母甲板任務規(guī)劃方案修復與重規(guī)劃方法研究[D];華中科技大學;2017年

3 易小云;機器人任務重規(guī)劃機制的研究與實現(xiàn)[D];國防科學技術大學;2015年

4 巢泳t，

本文編號：2653185