【技术实现步骤摘要】
一种基于分治策略的多星观测分层调度方法及系统
本专利技术涉及卫星调度
，尤其涉及一种基于分治策略的多星观测分层调度方法及系统。
技术介绍
对地观测卫星(EarthObservingSatellites，EOSs)绕地球飞行，能够获取地球表面指定区域的图像信息以满足用户的观测需求，在环境监控、情报侦察等领域扮演了关键角色。为了充分利用稀缺的卫星资源，研究高效的观测调度方法以提高卫星应用水平，具有重要的意义。由于用户的对地观测需求通常超过现有卫星资源的观测能力，因此卫星观测调度问题(SatelliteObservationSchedulingProblem,SOSP)是一类过度订阅(oversubscribed)问题。早期与SOSP相关的研究侧重于单颗卫星的调度。Vasquez和Hao将卫星观测调度问题转化为经典背包模型，提出了一种禁忌搜索算法求解该模型。在另一篇论文中，Vasquez和Hao提出了基于分解的方法来获得优化问题最小上界，以评估禁忌搜索算法求解所得卫星观测调度方案的质量。Bensana等将Spot5卫星的调度转化为约束满足问题，并利用精确或近似算法...
【技术保护点】
1.一种基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用分配算法把任务分配至各轨道圈次上，形成各轨道圈次的任务集；S2、利用近似优化算法求解各轨道圈次上任务集的调度序列；S3、根据各轨道圈次调度序列反馈的未生成调度序列的任务重新更新分配算法的分配方案，进而形成新的各轨道圈次的新的任务集；S4、重复步骤S1、S2、S3直至达到多星观测分层调度的终止条件。
【技术特征摘要】
1.一种基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用分配算法把任务分配至各轨道圈次上，形成各轨道圈次的任务集；S2、利用近似优化算法求解各轨道圈次上任务集的调度序列；S3、根据各轨道圈次调度序列反馈的未生成调度序列的任务重新更新分配算法的分配方案，进而形成新的各轨道圈次的新的任务集；S4、重复步骤S1、S2、S3直至达到多星观测分层调度的终止条件。2.根据权利要求1所述基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，步骤S2中，所述近似优化算法为模拟退火算法。3.根据权利要求2所述基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，所述模拟退火算法获取当前轨道圈次的初始调度序列的步骤包括：S211、将单轨道圈次任务集中的待规划调度任务根据权重从大到小依次排列，形成单轨道圈次未被调度的初始任务集U；S212、从U中选择权重最大的任务tk，应用插入和删除邻域结构变换，把tk加入到局部解S中生成新的局部解S′，若S′的适应度高于S，则对S进行更新，令S＝S′，否则不对S进行更新，同时将tk从U中移至Uj中，其中Uj表示在轨道圈次上未被调度的任务集；S213、重复步骤S212直至U中的任务全部遍历完成，获取当前轨道圈次的调度序列S与当前轨道圈次未被调度的任务集Uj。4.根据权利要求3所述基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，所述模拟退火算法的领域搜索结构包括基于贪婪准则的邻域搜索结构与基于概率搜索的邻域搜索结构，所述模拟退火算法包括邻域搜索结构动态选择策略：根据两种邻域搜索结构在之前分配方案内的优化性能，决定在后续分配方案中领域搜索结构的选择。5.根据权利要求4所述基于分治策略的多星观测分层调度方法，其特征在于，基于贪婪准则的邻域搜索结构的模拟退火算法具体包括：S221、获取当前轨道圈次的调度序列S与当前轨道圈次未被调度的任务集Uj；S222、在Uj中取出一个尚未调度的权重最大的任务tk，令Uj＝Uj-tk；S223、将tk插入到当前轨道圈次的调度序列S中去，判断是否满足侧摆时间约束，若满足则直接形成新的调度序列S″，若不满足则删除与tk冲突的任务后形成新的调度序列S″，其中删除的任务存入Su中，Su是所有轨道圈次未被调度的任务集合；S224、判断新的调度序列S″是否满足能量约束和存储容量约束：若满足，则重复步骤S221、S222、S223、S224直至Uj中所有的任务都遍历完成，获取当前轨道上的最终调度序列S″并将当前轨道未被调度的任务存入集合Su中；若不满足，则依...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍国华，朱燕麒，王锐，朱海群，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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