基于遗传算法的卫星对地观测与数据下传集成调度问题研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tushudasha
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随着卫星技术的不断发展,卫星在军事以及民事应用领域发挥越来越重要的作用。而随着用户需求的快速增长,卫星资源增长已不能满足用户需求的增长。因此需要对卫星任务进行调度,以最大化满足用户需求。完整的卫星任务调度包括对地面目标的观测和将观测的任务图像下传至地面站。因此本文针对卫星对地观测与数据下传集成调度问题,考虑对地观测与数据下传两种类型的任务。对地观测任务是在调度之前根据用户需求所确定的,而数据下传任务是在调度过程中根据需要实时产生的。将两种类型的任务放在一起进行集成调度,很大程度上增加了调度的难度。本文对两种任务的集成调度问题进行分析,在常规约束的基础上,加入卫星的存储约束和能量约束,建立了整数规划模型。提出一种基于双染色体编码的遗传算法求解该模型。算法使用一条染色体表示卫星的任务序列,另一条染色体记录卫星存储以及能量的消耗信息,并设计基于交换时间窗的染色体交叉策略以及基于时间窗重组的染色体变异策略。仿真实验的结果表明,本文所提方法能够有效解决卫星对地观测与数据下传任务的集成调度问题,并具有较好的求解效率。本文的研究成果能有效地利用卫星资源,观测更多的目标,对解决卫星对地观测与数据下传集成调度问题具有重大的现实意义。
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