遥感卫星数据接收中的最优任务分配

在多地面站-多卫星的遥感数据接收条件下,通过定义卫星数据接收的任务集合将任务分配表达为任务集合和地面站集合之间的最优分配,并在构造代价函数的基础上实现最优分配算法在遥感数据接收任务管理中的应用。     

基于遗传算法的小卫星任务调度

研究了小卫星网络与学术型地面站网络的卫星任务调度（SRS，Satellite Range Scheduling）问题，分析出小卫星与学术型地面站网络任务调度的模型。针对学术型地面站网络与传统地面站网络相比下的低成本，非盈利，冲突通信窗口多等特点，分析其存在的冗余调度问题，并在时间粒度上提出公平性函数的定义并作出理论证明，用遗传算法进行调度优化。仿真实验说明了该方法在求解此类资源调度问题上是合理、有效的。     

基于卫星广播的IP组网技术

针对采用资源预分配（PAMA）卫星信道构建IP网不能动态分配各站信道资源以及网络结构复杂的问题,提出了一种基于广播的IP组网技术。采用＂一发多收＂的通信方式,地面站以广播方式发送对其他地面站的信息,同时接收其他地面站发来的信息,保留发给本站的信息（其他信息丢弃）,实现任意2个地面站之间的双向通信。采用广播方式组网,能够减少卫星载波的占用数量,简化网络配置,提高卫星信道资源利用率。     

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。     

卫星接收分配系统的发展方向

本文介绍了充分利用现有资源,采用L波段光传输系统改善卫星天线接收信号的质量,可提高广播电视安全播出等级,它代表了卫星接收分配技术在传输、调度、播出中的发展方向。     

基于统计学习的卫星接收资源预规划方法

针对卫星观测任务需求受理之前的数据接收资源预分配问题,设计了基于统计学习的卫星数据接收资源预规划方法,通过统计分析历史资源使用计划,自学习获取资源使用概率模型,基于资源使用概率模型进行接收资源预分配。实现了无任务情况下的顶层资源统筹预分配,解决了多星接收资源冲突消解与多星解耦问题,是底层单星分布式任务规划的基础,提升了各卫星任务规划的相对独立性,提高了系统任务规划效率。     

基于改进小生境遗传算法的微波/光混合链路中继卫星资源调度方法

针对微波/光混合链路中继卫星系统多资源约束下的多目标综合调度问题,分析了微波与激光混合链路的主要特点和影响因素,建立了混合链路资源调度多目标约束规划模型;将小生境技术引入遗传算法,并设计了基于精英保留的选择机制和自适应的交叉、变异算子,提出了一种改进的小生境遗传算法对模型进行求解。所提算法可有效避免遗传算法局部优化能力差及容易陷入局部最优等缺陷,同时能够防止最优解的丢失,解决了混合链路多资源约束下的多目标综合调度问题。仿真结果表明,相对与传统的遗传算法,本文算法在保持种群多样性和求解全局最优解方面具有优势,有效解决微波/激光混合链路中继卫星系统的多目标综合调度问题。     

基于遗传蚁群融合算法的混合链路中继卫星资源调度研究

针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点, 提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义, 利用基于时间窗口序号编码思想, 给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并建立数学模型。仿真分析了融合算法、标准遗传算法和改进蚁群算法的优化特性, 结果表明融合算法是解决中继卫星调度问题的有效方法。     

基于数据续传的微波/激光混合链路中继星资源调度

针对成像、遥感等卫星采集的大容量数据难以及 时回传的问题,提出了一种基于数据续传和微波/ 激光混合链路的数据中继资源调度算法。分析了混合链路中继卫星系统任务数据续传特点, 以完成优先级 加权任务量最大、续传次数最少为调度原则,建立了混合链路任务续传约束规划模型。以任 务的调度顺序 为优化对象,采用任务整传优先和续传次数最少为调度原则确定任务的天线资源和时隙分配 ,提出一种基 于自适应小窗口蚁群(ASAC,adaptive small-window ant colony)算法的任务续传资源调 度优化算法。仿真实验表明,所建调度模型可实现多颗中继星资 源的有效分配,提出的ASAC算法具有较快的收敛速度和较强的全局优化能 力,算法可最大满足用户星数据及时回传的需求。     

一种两阶段的敏捷卫星任务并行调度技术

敏捷卫星灵巧的姿态机动能力令其观测能力和使用效率得到大幅提升,也使得卫星任务调度变得更加复杂和困难.首先,通过分析敏捷卫星的工作模式、任务调度特点和使用约束,构建了基于任务重要性、任务满足度和任务成像质量等目标的敏捷卫星任务调度优化模型;然后,通过对敏捷卫星多种成像模式进行统一编码,设计了一种新的差分变异策略——基于排名的变异算子,提出了基于主从式的改进并行差分进化算法;最后,和基于时间轴的成像质量贪心算法相结合,给出一种新的两阶段敏捷卫星观测任务调度方法,并通过仿真对比验证了方法的有效性.     

基于迁移深度强化学习的低轨卫星跳波束资源分配方案

针对低轨(LEO)卫星场景下,传统资源分配方案容易造成特定小区资源分配无法满足需求的问题,该文提出一种基于迁移深度强化学习(TDRL)的低轨卫星跳波束资源分配方案。首先,该方案联合星上缓冲信息、业务到达情况和信道状态,以最小化卫星上数据包平均时延为目标,建立支持跳波束技术的低轨卫星资源分配优化模型。其次,针对低轨卫星网络的动态多变性,该文考虑动态随机变化的通信资源和通信需求,采用深度Q网络(DQN)算法利用神经网络作为非线性近似函数。进一步,为实现并加速深度强化学习(DRL)算法在其他目标任务中的收敛过程,该文引入迁移学习(TL)概念,利用源卫星学习的调度任务快速寻找目标卫星的波束调度和功率分配策略。仿真结果表明,该文所提出的算法能够优化卫星服务过程中的时隙分配,减少数据包的平均传输时延,并有效提高系统的吞吐量和资源利用效率。     

低轨星座的跳波束资源调度策略

跳波束技术作为一种高通量卫星资源分配方法,能够根据地面业务需求灵活配置星上资源,提高星上资源利用率。本文将跳波束技术应用到低轨星座场景中,针对用户业务先验未知和先验已知两种情况,考虑波束间的共信道干扰,基于迭代算法和凸优化制定了适用于低轨星座的两种跳波束资源调度策略。与传统策略对比,能达到更高的系统吞吐量,同时具有较好的时延性能,且适应用户业务的不均分布。     

基于SOA的遥感卫星任务规划框架设计

针对当前遥感卫星数量不断增加,规划任务和约束条件日趋复杂的应用现状,迫切需要建立更加灵活的卫星任务规划系统来优化安排遥感卫星资源的使用。为了满足遥感卫星规划过程中所特有的约束和需求,同时考虑系统的可扩展性,采用了先通过专家系统进行遥感卫星的工作模式推理,再基于解修正的遗传算法完成卫星资源的优化分配的两阶段机制,设计了基于SOA的遥感卫星任务规划系统（RS4BS）框架,并通过实例进行了实验及结果分析。研究表明,该框架设计能够有效地提高规划系统的灵活性和可扩展性,降低系统后续扩展的复杂度。     

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。     

在半导体制造业导入高级规划与排程系统

半导体制造系统的回流、资源高度共享等特征使得仅采用ERP系统已无法满足对生产规划与排程的种种需求.高级规划与排程(APS)系统的出现是为了强化ERP中以传统MRP规划逻辑为主的生产规划与排程功能,以协助规划人员对物料与产能做同步且最有效益的生产规划.APS系统利用先进的信息科技及规划技术,再考虑企业资源限制条件与生产现场的控制与派工法则,规划可行的物料需求计划与生产排程计划,具有同步规划、即时规划、最优规划等特点.对APS功能特色、APS导入时与ERP的衔接问题以及导入后各部门的运作进行了介绍及分析.     

面向能效的低轨卫星联合跳波束调度和功率分配算法

该文针对低轨(LEO)卫星载荷容量受限且功率资源稀缺的问题,面向搭载跳波束(BH)天线的低轨卫星通信系统,提出一种联合跳波束调度和功率分配机制,在满足用户服务质量需求的前提下降低卫星通信载荷功耗,提高卫星通信系统能效。首先建立时延受限下联合考虑波束调度和功率分配的卫星功耗最小化模型。针对网络拓扑的时变特性,基于李雅普诺夫优化方法,将原多时隙优化问题转化为单时隙优化问题,然后采用交替优化的方法获得单时隙问题的次优解。其中,证明波束调度子问题是凸问题,同时通过逐次凸近似和对数变换将功率分配子问题转为凸问题,并提出相应算法获得子问题最优解。仿真结果表明,提出的策略在保证用户平均时延要求的同时,降低了低轨卫星系统平均功耗,并且可通过调整控制参数实现时延和功耗的动态平衡。     

卫星通信网络资源管理研究

本文针对RCST终端,研究了基于区分服务QoS的容量请求排队调度机制;针对网络控制中心,研究了一种基于业务量变化趋势预测的动态资源管理方法,可用于IP化卫星通信网络中终端与中心站之间交互式的业务请求与资源分配。     

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.