一种招投标机制的多星自主协同任务规划方法

一种招投标机制的多星自主协同任务规划方法

论文摘要

针对多星自主协同遥感背景下非预期任务的快速响应问题,考虑到星上计算资源有限、计算能力较弱等特点,为寻找一种满足星上自主任务规划能力需求的优化算法,提升遥感卫星星群在非预期情况下的快速响应能力,通过多星自主协同规划问题建模、算法设计和仿真分析等模型及算法研究,提出了一种基于招投标机制的自主任务规划方法.该方法首先针对多星自主协同任务规划问题,构建了星上自主任务规划的数学模型,进而在问题求解过程中将一次完整的任务规划合理分解为招标、投标和评标3个过程,并详细设计了求解流程及相应的约束检验规则,由此得到基于招投标机制的多星自主协同任务规划求解算法.该方法与常用智能优化方法相比,能够显著降低计算量,更加适应星上紧张的计算资源约束.通过仿真算例结果表明,针对典型的非预期任务,算法平均仿真运行时间约为1 s,能够在40 s内完成对非预期任务的响应,并且充分保证了原规划任务的完成率,基于此验证了该方法的有效性与正确性.

论文目录

  • 1 多星自主协同任务规划问题模型
  •   1.1 符号定义
  •   1.2 问题描述及基本假设
  •   1.3 约束条件
  •     1.3.1 载荷能力
  •     1.3.2 可观测时间
  •     1.3.3 不同观测任务之间的转换时间
  •     1.3.4 能量消耗
  •   1.4 目标函数
  • 2 招投标机制的星上自主任务规划求解算法
  •   2.1 算法设计
  •     2.1.1 任务招标
  •     2.1.2 任务投标
  •     2.1.3 任务评标
  •   2.2 算法实现
  •   2.3 算法的时间复杂度分析
  • 3 算例及分析
  •   3.1 仿真环境
  •   3.2 仿真场景说明
  •   3.3 仿真结果及分析
  •     3.3.1 算法的仿真验证结果
  •       1) 招标过程.
  •       2) 投标过程.
  •       3) 评标过程.
  •     3.3.2 算法性能对比与稳定性分析
  •     3.3.3 有无星上自主规划对卫星快速响应能力影响
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈韬亦,冯小恩,陈金勇,李玉庆

    关键词: 航天对地观测,卫星任务规划,自主协同,快速响应,招投标机制

    来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 自然地理学和测绘学

    单位: 中国电子科技集团公司第五十四研究所,哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心

    基金: 中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室开放基金(XX17629X009),深空探测着陆与返回控制技术国防重点学科实验室开放基金(HIT.KLOF.2016.077,HIT.KLOF.2017.076)

    分类号: P237

    页码: 138-145

    总页数: 8

    文件大小: 1097K

    下载量: 244

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