面向移动目标连续侦察的电子侦察卫星任务规划方法研究

针对移动目标连续侦察电子侦察卫星任务规划问题,基于电子侦察卫星系统任务需求分析,首先对问题进行了合理的假设与简化,分析了电子侦察组网卫星对移动目标进行连续侦察的基本过程,建立了面向移动目标连续侦察的电子侦察卫星任务规划约束满足问题(constraint satisfy problem,CSP)模型,设计了求解模型的基于分群机制的改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法。仿真案例的实验结果表明:该模型和算法能有效解决电子侦察卫星对移动目标连续侦察的任务规划问题。     

成像侦察任务流重构与调峰方法研究

针对成像侦查任务流非均匀并发、任务峰值过高与卫星资源能力有限的情况,研究成像侦察任务流重构与调峰方法,并平滑任务流曲线,为任务规划提供更合理的任务资源映射集。考虑成像侦察任务和任务流的特点,提出成像侦察任务时间区间需求度和资源负载的计算方法,设计成像侦察任务流重构的规则与算法,成像侦察任务流调峰的规则与算法。通过仿真实例验证任务流重构与调峰规则算法的有效性。     

密集观测场景下的敏捷成像卫星任务规划方法

针对密集观测场景下敏捷成像卫星任务规划问题求解空间大、输入任务序列较长的特点,综合考虑时间窗口约束、任务转移时卫星姿态调整时间、存储约束和电量约束,对敏捷成像卫星任务规划问题进行建模. 提出融合IndRNN和Pointer Networks的算法模型（Ind-PN）对敏捷成像卫星任务规划问题进行求解,使用多层的IndRNN结构作为算法模型的解码器. 基于Pointer Networks机制对输入任务序列进行选择,使用Mask向量考虑敏捷成像卫星任务规划问题中的各类约束. 基于Actor Critic强化学习算法对算法模型进行训练,以获得最大的观测收益率. 实验结果表明,对于密集观测场景下的任务规划,Ind-PN算法的收敛速度更快,可以获得更高的观测收益率.     

电子侦察卫星

目前,美国正研制第5代电子侦察卫星“入侵者”(Intruder)。这种大卫星是美国“集成化”过顶信号侦察体系(IOSA)的组成部分,是利用天基网的发展思路和新的设计理念研制的,目的是提高电子侦察质量,降低系统成本。它具有多轨道能力,可代替当今静止轨道和大椭圆轨道的卫星,并集通信情报和电子情报侦察于一身。美国还在研制具有一定隐身特征的“徘徊者”静止轨道电子侦察卫星和“奥林匹亚”低轨道电子侦察卫星,前者用于侦察并定位战略目标,后者用于实施集海军、安全局等单位的电子侦察一体化计划。在研制新型电子侦察卫星的过程中,重点是要不断…     

基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法

针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习（DRL）方法对卫星观测任务规划问题进行求解. 综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进行建模. 基于指针网络（PN）的运行机制建立序列决策算法模型,使用Mask向量来考虑卫星观测任务规划问题中的各类约束,并通过Actor Critic强化学习算法对模型进行训练,以获得最大的收益率. 借鉴多头注意力（MHA）机制的思想对PN进行改进,提出多头注意力指针网络（MHA-PN）算法. 根据实验结果可以看出,MHA-PN算法显著提高了模型的训练速度和泛化性能,训练好的MHA-PN算法模型可以直接对输入序列进行端到端的推理,避免传统启发式算法迭代求解的过程,具有较高的求解效率.     

星群观测任务自主规划的星地联合运行机制

对地观测卫星经常遇到发现新目标、偶发故障不能执行原观测任务等非预期情况,为了提高观测卫星的运行效率,解决在缺乏地面测控支持的情况下非预期观测任务的快速响应问题,需要设计面向自主任务规划的星地联合运行机制.首先针对遥感卫星星群的自主运行和任务规划问题,将其划分为地面规划和星上自主规划两部分,进而充分考虑地面和星上的资源特点和任务需求特点,提出了一种星地联合进行任务规划的运行机制,并详细设计了运行流程.通过自行开发的分布式仿真演示软件的仿真运行表明:该运行机制能够在星上自主任务规划和地面规划之间进行有效的协调、配合,既能够发挥地面计算资源优势、体现控制意图,又能充分利用星上计算的实时性和灵活性,对非预期任务进行快速响应;解决了地面对非预期观测任务响应不及时、星上计算资源受限、星地规划配合等问题,能够有效提高遥感卫星对非预期观测任务的响应能力.     

基于改进蚁群算法的多批次协同三维航迹规划

针对基本蚁群算法容易陷入局部寻优、收敛速度慢的缺陷以及解决多批次协同航迹规划问题的需要,提出了基于改进蚁群算法的多批次三维航迹规划算法。该算法采用基于加权排序的信息素更新规则,扩大各优劣蚂蚁的差异,提高了算法收敛速度,并采用了一种信息素挥发系数的随机自适应调节方法,在确保收敛速度的同时使算法具有全局寻优,解决了基本蚁群算法容易过早陷入局部最优缺点;在此基础上,引入蚂蚁子群间多约束条件下的协同进化策略,解决了多批次协同三维航迹规划。仿真结果表明:改进的蚁群算法在运算效率和收敛性上明显优于基本蚁群算法,多批次协同航迹规划能有效提高无人机的作战效能。     

侦察卫星模拟系统的设计与实现

侦察卫星在现代战争中的应用日益增多，研究开发侦察卫星模拟系统有重要的现实意义。本文设计并完成了一个侦察卫星模拟系统。该系统根据天军指挥机关下达的指令，从卫星库中提取指定的侦察卫星，对不同侦察手段采用不同算法，然后根据动态数据库中的地理、军事信息，考虑到气象、自然光照等因素的影响，完成模拟并以适当形式提供输出。     

对SAR卫星天线旁瓣信号侦察研究

对合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)卫星旁瓣侦察和跟踪的目的是:为地面对SAR的干扰系统提供SAR卫星过顶的预警,引导地面干扰天线对准SAR卫星,提高干扰系统的效能。针对SAR卫星天线的工作特点,重点研究了SAR卫星天线旁瓣增益变化的范围及趋势,推导了对SAR卫星旁瓣进行侦察的侦察方程;建立了SAR卫星过顶的场景模型,仿真分析中利用了真实SAR卫星的天线参数及轨道参数,计算了天线跟踪角速度、SAR卫星在侦察天线处的功率密度等参数随时间变化的关系;分析了对SAR卫星旁瓣信号进行侦察跟踪的若干问题,为地面侦察跟踪系统各指标的研制提供参考。     

多任务卫星簇适应性轨道设计

卫星簇是介于卫星编队和卫星星座之间的一种新的空间组网卫星构型。通过多颗卫星联合工作,组网卫星簇能够提高对指定区域的覆盖时间,扩展对地面的观测范围。针对多任务卫星簇,提出了一种满足多种载荷任务约束的适应性轨道方案。将多任务卫星簇分为侦察卫星簇和长时间连续覆盖卫星簇两部分:侦察卫星簇在实现全球快速侦察的同时,能够弥补对热点区域的连续覆盖时间;连续覆盖部分卫星簇在实现区域长时间连续覆盖的同时,可以拓展对地球的侦察区域。仿真结果表面,若载荷天线波束为60°,有效作用距离为1 200 km,那么只需要6颗卫星就可以每天对全球进行1次侦察,并且对热点区域的连续覆盖时间超过20 min。     

一种招投标机制的多星自主协同任务规划方法

针对多星自主协同遥感背景下非预期任务的快速响应问题,考虑到星上计算资源有限、计算能力较弱等特点,为寻找一种满足星上自主任务规划能力需求的优化算法,提升遥感卫星星群在非预期情况下的快速响应能力,通过多星自主协同规划问题建模、算法设计和仿真分析等模型及算法研究,提出了一种基于招投标机制的自主任务规划方法.该方法首先针对多星自主协同任务规划问题,构建了星上自主任务规划的数学模型,进而在问题求解过程中将一次完整的任务规划合理分解为招标、投标和评标3个过程,并详细设计了求解流程及相应的约束检验规则,由此得到基于招投标机制的多星自主协同任务规划求解算法.该方法与常用智能优化方法相比,能够显著降低计算量,更加适应星上紧张的计算资源约束.通过仿真算例结果表明,针对典型的非预期任务,算法平均仿真运行时间约为1 s,能够在40 s内完成对非预期任务的响应,并且充分保证了原规划任务的完成率,基于此验证了该方法的有效性与正确性.     

一种基于空间燃料站的GEO航天器在轨加注任务调度算法

本文针对多GEO航天器在轨燃料加注任务,对基于燃料站的在轨加注模式进行了研究,提出了一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度及优化算法。通过对双脉冲轨道转移问题的求解与分析,获得了轨道转移速度增量和转移时间之间的关系,在此基础上提炼出了基于燃料站的多GEO航天器在轨加注任务调度模型,并根据调度模型的变量和约束关系,建立了考虑在轨加注作业顺序和作业时间分配优化的多GEO航天器在轨加注任务多目标优化模型,并采用遗传算法对加注任务调度及其多目标优化问题的求解方法进行了研究。为了验证算法的有效性,以为20颗GEO圆轨道目标航天器的在轨加注任务为例,进行了数值仿真计算,结果表明算法是有效的。     

基于Petri Nets的无人机自主飞行任务管理系统

根据无人机自主飞行的任务规划与调度过程设计了任务管理系统的总体结构,讨论了体系结构的组成和功能;将一个完整的自主飞行侦察任务过程通过Petri Nets分解出若干子任务,用事件触发进行管理和调度;最后通过MATLAB中的Stateflow工具对整个无人机任务序列进行了仿真实现,保证了侦察任务的顺利执行．     

商业遥感卫星在现代战争中的应用

与军事侦察卫星相比，商业遥感卫星轨道高、覆盖面广，在目标侦察、战争潜力评估、攻击后毁伤评估及战时气象保障等方面的作用不容忽视，在战争中是军事侦察卫星的有力补充。尤其是近些年来，遥感器种类不断增多，分辨率逐步提高，商业遥感卫星在实战中发挥的作用也越来越大；介绍了20世纪90年代以来，世界上几次局部战争中商业遥感卫星的应用情况；分析了商业遥感卫星成像技术的发展历程及今后的发展趋势。     

编队卫星维持控制燃料消耗均衡方法研究

针对编队卫星维持控制过程中的燃料消耗均衡问题,根据整数规划中的指派问题模型建立性能指标函数,基于卫星之间相对运动的运动学方程确定编队目标状态,利用相对偏心率矢量和倾角矢量求得速度矩阵,采用匈牙利算法求解。仿真结果表明：该方法计算量小,能很好地均衡编队卫星消耗的燃料,可以离线对编队任务进行设计或实时对编队卫星星上自主控制进行规划。     

国外微小卫星在空间攻防中的应用研究

当今空间技术分为空间利用和空间控制2部分。空间攻防是空间控制的一个主要研究内容。首先论述了现代小卫星的概念和特点；其次研究了国外微小卫星空间攻防的功能；最后讨论了其关键技术。     

对地攻击任务规划系统的功能体系框架设计

以服务于对地攻击任务规划为目的,结合我国发展对地攻击任务规划系统的实际需求,从概念设计的角度,分析了对地攻击任务规划系统的作战应用环境和主要功能需求,提出了对地攻击任务规划系统的顶层框架设计方案和功能体系构成,旨在为我国发展对地攻击任务规划系统及总体方案研究提供设计依据和参考.     

电子进攻作战中导引头侦察作用距离分析

为避免出现电子干扰机与反辐射武器在联合作战应用时的相互影响,通过对导引头在有干扰和无干扰条件下不同作战样式的侦察作用距离分析,提出了两种电子进攻武器在同时工作时正确选取各种参数的方法.理论分析和仿真结果表明,该方法对实际作战中航路规划有一定的参考作用.