基于資源預(yù)留的成像衛(wèi)星任務(wù)魯棒性規(guī)劃方法探討

第第頁(yè)基于資源預(yù)留的成像衛(wèi)星任務(wù)魯棒性規(guī)劃方法探討衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃主要包括支配衛(wèi)星觀測(cè)及任務(wù)信息回傳兩個(gè)方面。傳統(tǒng)的任務(wù)規(guī)劃在支配觀測(cè)活動(dòng)中及回傳活動(dòng)中存在諸多缺乏，在支配觀測(cè)活動(dòng)中，時(shí)間窗資源利用率低、支配觀測(cè)的任務(wù)序列較為單一，初始解的多樣性低。在支配回傳活動(dòng)中，回傳時(shí)間窗資源利用率低、采納先到先服務(wù)規(guī)章，導(dǎo)致優(yōu)先級(jí)較高的任務(wù)無(wú)法回傳，使得任務(wù)規(guī)劃的總體收益受到限制。本文針對(duì)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃中的缺乏，提出。基于資源預(yù)留的成像衛(wèi)星任務(wù)魯棒性規(guī)劃方法。，提高了任務(wù)規(guī)劃的收益、增添了任務(wù)規(guī)劃的`魯棒性。

在支配觀測(cè)序列過程中，設(shè)計(jì)了多種排序規(guī)章，以提高解的多樣性。同時(shí)，考慮時(shí)間約束，并且充分利用存在沖突的時(shí)間窗。

在支配任務(wù)回傳過程中，設(shè)計(jì)了多種回傳序列支配策略，依據(jù)所選擇的回傳策略，在每一種回傳策略上進(jìn)行回傳任務(wù)支配，基于任務(wù)在不同回傳序列中的排序，最終得到綜合回傳序列。其次，在支配回傳任務(wù)序列過程中充分利用回傳時(shí)間窗資源，將在當(dāng)前時(shí)間窗未支配的任務(wù)保存到后面的回傳時(shí)間窗進(jìn)行支配。

最終，基于STK(SatelliteToolsKit,衛(wèi)星數(shù)據(jù)包)軟件生成數(shù)據(jù)集并測(cè)試算法的性能。

本文將任務(wù)的觀測(cè)窗口分為五個(gè)時(shí)間段，用于計(jì)算任務(wù)序列收益，任務(wù)的最正確觀測(cè)時(shí)間段為任務(wù)可用時(shí)間窗的中間部分。

步驟1：計(jì)算出當(dāng)前任務(wù)的可用時(shí)間窗口，進(jìn)行時(shí)間窗的消減;

步驟2：選擇當(dāng)前任務(wù)的支配策略，包括根據(jù)最正確觀測(cè)時(shí)間段支配、靠前支配及靠后支配等。步驟1雖然對(duì)時(shí)間窗進(jìn)行了消減，但是在某些支配策略上當(dāng)前任務(wù)的觀測(cè)時(shí)間窗與其相鄰的任務(wù)可能會(huì)存在沖突;

步驟3：更新衛(wèi)星存儲(chǔ)狀態(tài)信息，比較衛(wèi)星當(dāng)前可用存儲(chǔ)量和當(dāng)前任務(wù)Ti所需存儲(chǔ)的大小。假如任務(wù)Ti固存大于可用固存，則進(jìn)行下一個(gè)任務(wù)的支配，假如任務(wù)固存Ti小于可用固存，轉(zhuǎn)到步驟4;

步驟4：比較過程，詳細(xì)過程如下，

1)推斷當(dāng)前任務(wù)Ti與已支配的任務(wù)是否存在沖突。假如存在沖突，則推斷任務(wù)之間的沖突類型。依據(jù)任務(wù)Ti的觀測(cè)時(shí)間窗和已支配任務(wù)的觀測(cè)時(shí)間窗的位置關(guān)系，定義。交叉型。、。包含型。及。完全沖突型。三種沖突類型，如圖4-6。依據(jù)沖突類型是。交叉型。、。包含型。還是。完全沖突型。，來調(diào)整任務(wù)的位置;

2)假如Ti能夠支配，此時(shí)考慮。時(shí)間依靠于轉(zhuǎn)換時(shí)間。約束，分別計(jì)算與其相鄰的已支配任務(wù)到Ti之間的衛(wèi)星的姿勢(shì)轉(zhuǎn)換時(shí)間，以及當(dāng)前任務(wù)同與之相鄰任務(wù)之間的時(shí)間間隔;

3)比較轉(zhuǎn)換時(shí)間與時(shí)間間隔的關(guān)系，假如轉(zhuǎn)換時(shí)間大于二者的時(shí)間間隔，則加入。跳動(dòng)時(shí)間。依次嘗試，直到轉(zhuǎn)換時(shí)間小于二者的時(shí)間間隔為止;

4)然后檢查任務(wù)Ti的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)與可用時(shí)間窗最晚點(diǎn)的關(guān)系。

步驟5：推斷是否到達(dá)算法的終止條件。

步驟1：回傳時(shí)間窗裁剪，選出可用的回傳時(shí)間窗;

步驟2：對(duì)回傳任務(wù)進(jìn)行整理，并選出在當(dāng)前回傳窗口Di內(nèi)可回傳的任務(wù)，數(shù)目為num，根據(jù)規(guī)章對(duì)回傳任務(wù)進(jìn)行排序，得出最終回傳序列;

步驟3：計(jì)算Di內(nèi)全部回傳任務(wù)的回傳持續(xù)時(shí)間之和SumTimei(i=0,…num)，并與Di的時(shí)間長(zhǎng)度TimeDi進(jìn)行比較。假如SumTimeiTimeDi，那么除去任務(wù)序列中最終一個(gè)任務(wù)，然后連續(xù)比較任務(wù)回傳持續(xù)時(shí)間之和與Di的大小。直至SumTimen(n=0,…,i-1)=TimeDi;

步驟4：計(jì)算出此時(shí)Di的剩余可用時(shí)間，并依次與在前面回傳時(shí)間窗口中被排解任務(wù)的持續(xù)時(shí)間比較。假如被排解任務(wù)的回傳持續(xù)時(shí)間小于等于Di剩余可用回傳時(shí)間，那么該任務(wù)可支配回傳。直至Di內(nèi)無(wú)法再支配回傳任務(wù)，當(dāng)前未支配回傳的任務(wù)保存到Di+1進(jìn)行支配;

步驟5：推