基于改进教学优化方法的多星任务调度规划方法技术

本发明专利技术提出了一种基于改进教学优化方法的多星任务调度规划方法，涉及航空航天技术领域，包括如下步骤：将多星任务调度规划问题数学建模成带约束的组合优化问题；提出改进教学优化方法；使用改进教学优化方法对所述带约束的组合优化问题进行求解；构造初始解。至少部分解决了现有技术任务完成率和收敛速度有待提高的问题，相较于现有技术，本方法提升了收敛速度和求解成功率，任务完成率也有所提高。任务完成率也有所提高。任务完成率也有所提高。

【技术实现步骤摘要】
基于改进教学优化方法的多星任务调度规划方法


[0001]本专利技术涉及航空航天
，尤其涉及一种基于改进教学优化方法的多星任务调度规划方法。

技术介绍

[0002]空间信息对于当今社会的重要性日渐提高，卫星作为空间信息获取工具之一，在经济建设、科学研究、国防工业等多个领域发挥着重要作用。随着航天技术的高速发展，卫星的研制周期变短，在轨的卫星数量逐年增加。在目前卫星星座化发展趋势下，为充分利用卫星资源，发挥多星联合对地观测优势，多星任务调度规划方法成为世界各航天大国的热点研究方向之一。目前，地面站人工管控卫星运行是进行任务规划的主要方式，但地面站上注指令的方法受到诸如通信时延、星地可见性等方面限制。合理的多星任务规划方法是提高卫星资源利用率的关键。
[0003]下面对现有技术中的多星任务规划方法做简单介绍：
[0004]Wolfe等人(WOLFE W J，SORENSEN S E.Three Scheduling Algorithms Applied to the Earth Observing Systems Domain[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进教学优化方法的多星任务调度规划方法，其特征在于，包括如下步骤：将多星任务调度规划问题数学建模成带约束的组合优化问题；提出改进教学优化方法；使用改进教学优化方法对所述带约束的组合优化问题进行求解；构造初始解。2.根据权利要求1所述的发明方法，其特征在于，将多星任务调度规划问题数学建模成带约束的组合优化问题包括如下步骤：对多星任务调度规划问题做条件假设；建立数学符号；数学建模提出优化函数和满足的约束。3.根据权利要求2所述的发明方法，其特征在于，所述对多星任务调度规划问题做的条件假设包括：地面站与卫星满足硬件要求；卫星的固存满足与地面站通信周期间所有目标的观测需求；每个任务只需被执行一次；同一时刻卫星只执行单个目标的观测任务；不考虑气候及卫星故障问题；卫星一次观测可满足点目标观测需求。4.根据权利要求2所述的发明方法，其特征在于，所述数学符号包括：N
tar
，表示待观测的目标数量；N
sat
，表示可用的卫星资源数量；o
i，j
，表示编号为i的卫星对目标j进行观测时取1，反之取O的bool值；St
i，j
，表示卫星i观测目标j的开始时间；Et
i，j
，表示卫星i观测目标j的结束时间；Tran
i，j，k
，表示卫星i从观测目标j转换到观测目标k所用时间；NW
i
，表示卫星i与所有目标的可见窗口数量；NTW
i
目标i与所有卫星的可见窗口数量；Ot
i
，表示目标i所需观测时长；Swt
i，j
，表示卫星i与目标j可见窗口开始时间；Ewt
i，j
，表示卫星i与目标j可见窗口结束时间；Win
i
，表示可见窗口i；Tar
i
，表示目标i。5.根据权利要求4所述的发明方法，其特征在于，数学建模提出优化函数和满足的约束包括：提出优化目标函数如下：满足的约束如下：表示每个目标只执行一次观测任务，Et
i，j
+Tran
i，j，k
≤St
i，k
，i＝1，2，...，N
sat
表示在任务规划时间段内每个时刻任意卫星只执行一个观测任务，Swt
i，j
+Ot
i
≤Ewt
i，j
，i＝1，2，...，N
sat
表示卫星与可见目标的可见窗口时长须要大于目标所需的观测时长。6.根据权利要求1所述的发明方法，其特征在于，所述改进教学优化方法包括如下步骤：基础教学优化方法；对基础教学优化方法进行离散处理；引入差分的学习方法。7.根据权利要求6所述的发明方法，其特征在于，基础教学优化方法包括：将解个体合集作为班级，模拟教学活动，分为教阶段和学阶段；个体数量对应学...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘严，胡海鹰，张晟宇，封家鹏，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：