基于贪婪算法的卫星地面站资源调度方法

卫星地面站系统资源调度问题是一个基于约束的组合优化问题,在任务时间、地面站可视时间以及各种资源之间连接匹配关系等约束条件下,以充分合理地利用有限资源,使其使用效益得到最大限度的发挥为目标,提出了一种解决该问题的基于贪婪思想的算法,并给出了实验示例对算法进行了仿真验证。实验数据表明,该算法有效提高了算法性能。     

多区域多维覆盖联合优化卫星任务规划

针对电子侦察卫星如何对多目标潜在区域进行普察的任务规划问题,通过分析电子侦察卫星的应用场景、任务需求及执行约束,将待观测区域网格化、观测时间离散化以及对观测频率频段化处理,建立解决该问题的时空频三维覆盖优化模型。通过改进编码结构、初始化以及对约束处理等方法,将遗传算法用于该模型的求解。仿真实验表明,改进的算法可以适应多卫星长编码多约束优化问题求解,模型可以优化任务规划结果。     

基于多目标规划的GNSS地面站任务资源优化

随着卫星导航系统的不断建设和发展,在复杂任务、多空间和长时间等多约束条件下的导航卫星地面站的资源优化分配问题逐渐显现。为了准确、高效地解决该问题,应用多目标数学规划对导航卫星地面站的任务资源建立相关模型并进行求解,仿真结果表明,建立模型的稳定度评价值量化指标在0.2以内,优于常用模型。因此,该方法可以成为尝试解决导航卫星地面站资源优化问题的一种手段,为未来卫星导航系统形成全球覆盖能力、多地面站执行复杂任务时的资源优化分配问题的研究打下了基础。     

基于任务压缩的成像卫星任务规划

传统成像卫星任务规划过程中任务在时间窗口确定后是不可变的,但受限于卫星的各类约束条件,有些任务无法执行。针对该问题,在任务可以压缩的前提下,提出了采用多种任务压缩的方法处理指令模板冲突和消解文件下传约束,提高规划结果质量。对任务压缩策略进行了实验,测试结果表明,任务压缩策略的使用能够有效优化规划结果,提高卫星观测时长和完成任务数。     

低轨电子侦察卫星地面站任务调度决策方法

卫星任务调度是卫星时空资源管理的重要内容之一,其目的在于为卫星地面站系统的任务计划编制提供科学的决策依据。基于低轨电子侦察卫星的运行轨道及侦察特点,建立其任务调度的约束规划模型并提供了该模型的求解方法,并通过仿真实验证明了该模型的合理性和有效性。     

一种基于离散粒子群的多星任务规划算法

对地观测卫星的任务规划是卫星管控中的关键内容,其本质是一个优化决策的过程。面向多对地观测卫星任务规划的问题特点,建立了问题的数学模型,提出了一种基于离散粒子群的优化算法,设计了离散粒子群的位置变化公式。仿真结果表明,离散粒子群算法具有收敛速度快、寻优能力强等优点,能够有效地解决多约束条件下的多星任务规划问题。     

基于人工蜂群算法的中继卫星任务调度研究

研究中继卫星任务调度问题可以为跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的任务计划编排提供科学合理的决策方法,任务调度模型的建立与调度算法的设计是中继卫星任务调度的两个关键问题。该文针对中继卫星任务调度问题特点,综合考虑中继卫星与用户航天器之间具有可见时间窗、用户提交的任务属性、中继卫星前向资源受限等约束条件,建立了中继卫星任务调度约束规划模型并提出基于人工蜂群(ABC)算法的中继卫星任务调度算法。最后,通过仿真数据分析,表明基于人工蜂群算法的中继卫星任务调度算法是一种有效的、合理的调度方法。     

基于存储器的数传资源任务规划技术分析

研究数传资源任务规划对提高航天系统的综合应用效益具有重要的意义。针对现有研究不能建立有效问题表述模型的不足,建立一种带互斥约束的多地面站数传资源任务规划有向模型进行问题描述,将问题规约为带约束的图路径搜索问题。在此基础上,基于序列置换问题编码,改进邻域搜索过程,提出一种新的改进模拟退火求解算法。以试验的方法比较了不同算法的有缺点,试验结果证明了改进的模拟退火方法的可行性和有效性。     

基于差分进化算法的卫星任务未安排原因分析

在卫星任务规划过程中,由于卫星资源有限、卫星约束限制与任务冲突导致卫星任务未安排,在实际工程中需要确切地了解其任务未安排的具体原因。针对以上问题,提出了一种基于差分进化算法的卫星任务未安排原因分析方法,通过将未安排的任务插入原观测序列,采用差分进化算法演化接收窗口,并对演化结果进行约束处理及评价,得到其在规划过程中未安排的原因。实验结果表明,该方法能够准确给出未安排任务的原因,方便用户对任务进行决策。     

一种测控数传一体化站网资源调度算法

站网资源调度主要解决如何合理有效地为卫星任务需求分配地面站资源及资源使用时间的问题。首先,根据测控数传一体化站网资源使用需求,分析了站网资源调度的工作模式和约束条件,为站网资源调度问题建立了约束满足模型;然后,针对该模型设计了一种卫星过境弧段序列驱动的启发式站网资源调度算法,并为启发式算法与遗传算法组合使用而设计了相应的邻域交换方法;最后,根据实际的应用需求,通过仿真对比验证了算法的有效性。仿真结果显示,在典型调度场景下,所提的组合式算法调度成功率较启发式算法平均提高了22.3%。     

基于贪婪算法的遥感地面站任务调度技术

针对遥感地面站任务调度问题,介绍了工程背景和现实需求,分析了问题实际约束和问题调度目标,提出了遥感地面站任务调度问题模型。为了降低卫星数据接收调度的算法复杂性,基于贪婪算法采用分治法思想和随机化思想,提出了一种解决该问题的有效方法。实验数据表明,该算法有效避免了贪婪算法容易陷入局部最小点的缺点,有效提高了算法性能。     

卫星管理控制体系结构研究

阐述了对地观测卫星地面管理控制系统的认知和理解。针对多传感器、多任务类型的资源卫星进行统一规划、集中管理和任务追踪的需求,以提高卫星和地面资源的利用率为目的,采用领域工程的方法,进行了航天管理控制领域的领域分析和领域设计。提出了多星多任务管理控制体系结构,以期满足未来航天对地观测系统可重构和可扩充的能力要求。     

基于优先级与时间裕度的卫星应急观测任务规划

应急观测是对地观测卫星为配合地面紧急行动而执行的任务,具有紧迫性、集中性等特点,为任务规划带来了困难。针对应急观测的特点,描述了影响任务规划的卫星资源及任务的主要属性,定义了考虑重要性与紧迫性的任务优先级,提出了一个反映任务紧迫性要求满足程度的属性———时间裕度。建立了任务规划模型,构造了一个基于优先级与任务时间裕度的规划目标,确定了一系列规划约束,并利用遗传算法对模型进行求解。通过与最大化任务重要度的常规任务规划进行对比可见,所建立的模型能够有效提高任务成功率。     

Conformal array antenna for observation platforms in low Earth orbit

A conformal array antenna can provide the flexibility that platforms in low Earth orbit need to download their data to ground stations. It does this by producing multiple beams for various ground stations. Even if only one ground station is used at a time, the higher gain of this antenna, compared to a fixed-beam antenna, allows the ground-station antennas to be down-sized, or, equivalently, the data rate to be increased. Moreover, missions on which disturbances in the platform attitude are critical can take advantage of a phased array with no moving parts. Although the demonstration model was targeted at a low-Earth-orbit mission, the concept is equally applicable to future interplanetary science missions.     

PROFIBUS与WinCC在地源热泵群监控系统中的应用

针对地源热泵群监控系统自动化的问题,提出了一种基于PROFIBUS-DP总线和组态软件技术的地源热泵群监控系统设计方案。系统以装有WinCC控制软件的PC机监控整个网络,一台S7-300PLC作为整个网络的主站,每个从站利用S7-300PLC实现对各个热泵机组的运行控制。该系统具有可靠性高、可维护性强、监控界面形象配置更容易、画面效果更逼真,程序运行更安全等优点。测试组实验结果证明:该设计能够满足监控系统的指标要求,能够很好地完成对地源热泵群工作温度等参数的监控任务。     

无人作战飞机任务系统技术研究

先进的任务系统是UCAV执行作战任务的核心。本文从功能层、物理层和技术实现层三个层面论述了UCAV任务系统方案：在功能层上,该方案采用操控／自主攻击方式,既可由地面控制站操作员操纵,执行作战任务,也可由UCAV任务系统对目标进行自动识别、威胁判断、攻击排序及火力分配,自主完成攻击及对威胁的规避任务;或者由操作员指定攻击目标后,任务系统自动规划飞行轨迹和飞行操作指令,由飞控系统控制UCAV自主飞行到最佳攻击区域完成对目标的攻击。在物理层上,任务系统由机载任务系统、地面控制站两大部分组成。在技术实现层上,涉及的关键技术主要有任务规划技术、传感器数据处理与信息融合技术、传感器管理技术、态势评估与战术决策技术、自主攻击技术等。     

联机检修结构可靠性模型在雷达设计中的应用

联机检修可靠性模型能够充分地发挥冗余结构的潜力,大幅度地提高冗余结构的任务可靠性。为了验证联机检修模型在工程中的应用,结合某军航雷达的设计,对该模型进行了详细的论证;通过在该军航雷达中采用联机检修模型而大大提高了整机的任务可靠性,实现了总体单位的研制任务书要求,对其他型号地面雷达的可靠性设计起到一定的指导作用。     

航天测控数传一体化系统健康管理系统设计

随着在轨航天器爆发式增长,航天测控数传任务越来越密集,同时航天测控数传一体化系统的复杂度越来越高,传统的故障诊断和周期性维护已经无法满足装备使用要求。根据航天测控数传一体化系统的特点对健康管理系统的架构及组成进行了研究,重点分析了关键设备的传感器设计、基于层次分析法和D-S证据合成法相结合的系统健康评估方法以及基于循环神经网络等机器学习算法的故障预测方法。应用健康管理系统,可有效提高航天测控数传任务的可靠性,减少设备的故障概率,降低维修成本。     

雷达组网探测系统任务规划软件设计

对雷达组网探测系统任务规划技术进行了深入的研究,分析了系统业务流程,提出了任务管理的概念,设计了探测系统任务规划软件,其中包括任务管理、场景管理、探测方案生成、场景推演和匹配等子模块的分析设计。同时,还研究了在数据量大、业务逻辑复杂、系统要素繁多的情况下,如何有效地设计数据库管理系统来进行高效的任务数据存储和查询。该文所设计的任务规划软件能够在既定的任务场景下,对探测过程实现可视化操作,有效地提高了雷达组网探测系统任务规划过程信息化水平。     

Operational Report of the Mission Analysis and Planning System for the KOMPSAT‐I

Since its launching on 21 December 1999, the Korea Multi‐Purpose Satellite‐I (KOMPSAT‐I) has been successfully operated by the Mission Control Element (MCE), which was developed by the ETRI. Most of the major functions of the MCE have been successfully demonstrated and verified during the three years of the mission life of the satellite. This paper presents the operational performances of the various functions in MAPS. We show the performance and analysis of orbit determinations using ground‐based tracking data and GPS navigation solutions. We present four instances of the orbit maneuvers that guided the spacecraft from injection orbit into the nominal on‐orbit. We include the ground‐based attitude determination using telemetry data and the attitude maneuvers for imaging mission. The event prediction, mission scheduling, and command planning functions in MAPS subsequently generate the spacecraft mission operations and command plan. The fuel accounting and the realtime ground track display also support the spacecraft mission operations.