【摘要】：隨著國際空間科學(xué)衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展,空間科學(xué)與人們的生活聯(lián)系越來越多。天文觀測是進(jìn)行空間科學(xué)探索的重要方式,天文衛(wèi)星觀測任務(wù)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(jī)遇目標(biāo)ToO(Target of Opportunity)觀測是天文觀測的一個顯著特點(diǎn)。由于機(jī)遇目標(biāo)往往時效性要求高,且蘊(yùn)含著非常豐富的科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律,因此當(dāng)出現(xiàn)機(jī)遇目標(biāo)時,要快速對機(jī)遇目標(biāo)進(jìn)行響應(yīng),插入機(jī)遇目標(biāo)觀測,打斷原有的觀測方案,對觀測方案進(jìn)行任務(wù)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(wù)觀測收益是由初始任務(wù)規(guī)劃方案和機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃后的方案共同決定的。因此開展天文衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃和機(jī)遇目標(biāo)的任務(wù)重規(guī)劃研究對獲得更多、更有意義的科學(xué)數(shù)據(jù),使得科學(xué)產(chǎn)出更大化具有重要意義。研究天文衛(wèi)星機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃問題,不可避免地,首先要研究天文衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問題,并在此基礎(chǔ)上開展機(jī)遇目標(biāo)的重規(guī)劃研究。針對天文衛(wèi)星觀測任務(wù)規(guī)劃和機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃問題,在廣泛調(diào)研國內(nèi)外研究人員相關(guān)的研究理論和成果之上,分析了天文衛(wèi)星機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)的特點(diǎn),研究了基于規(guī)則的啟發(fā)式算法和遺傳算法求解任務(wù)規(guī)劃問題,并設(shè)計了一種動態(tài)插入機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)的任務(wù)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(wù)規(guī)劃和機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)的特點(diǎn),分析了天文衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的各種要素。提出最大化任務(wù)規(guī)劃總收益和最小化重規(guī)劃后的任務(wù)規(guī)劃方案與原始任務(wù)規(guī)劃方案的距離的任務(wù)重規(guī)劃目標(biāo),歸納了天文衛(wèi)星機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃的任務(wù)規(guī)劃過程。(2)建立了天文衛(wèi)星任務(wù)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(wù)規(guī)劃求解算法,設(shè)計了任務(wù)權(quán)重和靜態(tài)任務(wù)優(yōu)先度兩種啟發(fā)規(guī)則因子,在任務(wù)規(guī)劃過程中采用嘗試移位方法減少與已安排任務(wù)的沖突,插入更多高優(yōu)先級任務(wù)。同時,設(shè)計了一種改進(jìn)的遺傳算法進(jìn)行對比試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明,本文所設(shè)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(wù)規(guī)劃問題,能夠高效的得到有效解,遺傳算法在任務(wù)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(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃是對動態(tài)到達(dá)的機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃。對天文機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃問題進(jìn)行了建模,采用本文設(shè)計的基于規(guī)則的啟發(fā)式算法生成原始任務(wù)規(guī)劃方案,提出了基于開始時刻擁擠度和靜態(tài)任務(wù)優(yōu)先度的啟發(fā)式算法,在原始規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行動態(tài)調(diào)整插入機(jī)遇目標(biāo)任務(wù),解決了機(jī)遇目標(biāo)重規(guī)劃生成的新任務(wù)規(guī)劃方案與原始任務(wù)方案差別巨大和求解時間效率低的問題,同時滿足了機(jī)遇目標(biāo)時效性高的要求。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V474.1;P111

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)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(jī)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(jī)器人任務(wù)規(guī)劃專家系統(tǒng)的研究[J];計算機(jī)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(jī)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(jī)航路規(guī)劃研究[J];電光與控制;2009年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 劉勇;天文衛(wèi)星機(jī)遇目標(biāo)任務(wù)重規(guī)劃方法研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心);2019年

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

3 易小云;機(jī)器人任務(wù)重規(guī)劃機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

4 巢泳t，

本文編號：2653185