卫星全球普查任务规划系统预处理模块的开发

全球普查任务利用地球观测卫星季节性地动态监测地球表面变化，是遥感技术在全球变化监测中一种应用。卫星全球普查任务规划系统为全球普查任务的实施提供了技术和工具支持。该文介绍了卫星全球普查任务规划系统中预处理模块的设计和实现，分析了预处理模块的结构和功能，重点讨论了全球表面场景划分的可视化、时间窗口计算和分析、卫星日常图像采集活动中候选场景的确定和场景拍摄优先级的动态调整的关键技术。     

卫星任务调度统一化建模与多策略协同求解方法

针对卫星任务调度“一星一系统”、测运控分离的现状,以卫星执行任务产生的星上独立事件和星地协同事件作为调度对象,以事件可执行时机作为调度资源,建立卫星任务调度统一化约束满足模型,将传统运控任务调度与测控任务调度纳入统一的建模方法.为保障模型的通用性和适应性,设计包含构造启发式、智能优化和针对性算法改进的多策略协同求解方法,搭建卫星任务调度算法与调度模型松耦合、模块化的系统架构.实验测试表明,所提出方法能够弥补传统模型在敏捷遥感卫星任务调度和高轨卫星测控调度场景下的局限性,在Benchmark问题和实际应用场景中均表现出良好的适用性和优化效果.     

数据驱动的多星任务网络预测调度算法

多星任务调度是具有NP-hard特性的优化问题,随着卫星资源规模和任务需求规模的双重增长,传统调度方法求解效率不高.在轨卫星在常年运行过程中积累了丰富的调度数据.针对大规模多星任务调度场景,建立多星多波束任务调度模型,并提出数据驱动的多星任务网络预测调度算法对其求解.以分割的思想,实现多星场景下任务可调度性预测.从历史调度数据中,提取设定的3个静态特征和5个动态特征,构建并训练预测网络,预测任务被不同卫星完成的概率,并以冲突避免、负载均衡等为原则,得到初始任务和资源卫星的分配方案.进一步设计双链结构的进化算法,以双链编码形式表征上述关系,配合设计的交叉、修复等进化算子,优化初始方案中的任务序列与资源分配关系,输出最终任务调度方案.仿真结果表明,与改进蚁群算法、混合遗传算法和数据驱动并行调度算法相比,所提出算法在运行时间、方案收益和卫星负载均衡3方面均有较好的表现.     

卫星任务调度系统的设计与实现

论文给出了一个卫星任务调度系统的总体结构及其功能,讨论了该系统实现过程中的任务描述、调度引擎、卫星时间窗口的仿真计算、调度结果的可视化展现等关键技术,归纳了系统的特点,并总结了今后系统的研究方向。     

多观测卫星任务调度系统的设计与实现

随着卫星应用技术的飞速发展,对地观测卫星在减灾防灾、环境保护和军事等领域的应用也更加广泛.该文在卫星仿真工具包(STK)的基础上设计并实现了多观测卫星任务调度系统,描述了系统的结构和功能,重点介绍了任务描述、调度引擎等重要模块的设计方法和实现过程,并用甘特图等方式实现了系统的结果展现,取得了良好的效果,最后对系统的特点和发展方向做出了总结和展望.     

分布式系统多星故障诊断任务调度结构研究

多星故障诊断任务调度模型是构建多星任务调度系统的基础,提出分布式的多星故障诊断调度模型,将调度功能分为三个模块——监控模块、任务调度模块和服务器模块。将这些模块结合起来,便于实现多星的故障诊断,便于系统扩展、维护。以多星故障诊断任务调度的禁忌搜索算法为例,分析各模块之间的关系,为未来多星故障诊断任务划分提供了有力支撑。     

基于双层优先级的中继卫星系统任务调度算法

中继卫星系统在天基信息网中起着桥梁的作用。为充分利用卫星资源以提供快速可靠的数据中继服务,需要对高价值、高紧迫性的任务开展调度方法研究。首先,在分析中继卫星系统任务与资源的基础上,建立了多任务、多资源的调度模型。而后,提出了任务调度优先级和时间窗口选择优先级模型,并在此基础上提出了一种基于双层优先级的中继卫星系统调度算法。最后,根据算法在仿真算例中的应用可见：相比对照算法,基于双层优先级的调度算法更有利于满足高价值、高紧迫性任务的执行条件,从而提高了任务成功率和调度综合收益。     

卫星自主运行任务调度问题的优化算法

针对卫星自主运行任务调度问题的特点,设计了一种基于遗传的新的调度算法。以卫星对地拍照任务作为仿真实例,对算法的编码方式和解码规则、初始群体的产生方法、适值函数、遗传算子进行了详细的描述。计算结果表明,同精确算法相比,该调度算法能很好地解决卫星自主运行任务调度问题。     

多租户高可用并行任务调度框架

描述了一种多租户高可用并行任务调度框架MTHPT的设计思想、体系结构和实现技术,MTHPT包括3部分：任务定义与配置、异步并行任务调度模式、消息告警与监视.任务调度引擎和任务执行组件采用分开部署、异步并行调度和快速回调的模式,快速释放调度引擎占用的线程资源,解决了部分任务执行周期长、定时任务无法按时执行等影响业务系统性能的问题.任务调度配置提供了多租户应用模式.实验分析及评估表明,MTHPT提高了应用系统的任务调度并行调度效率和稳定性.     

嵌入式软件仿真测试环境实时任务调度的研究

Vxworks操作系统是一个功能强大、而且独立于处理器的实时操作系统,它具有多任务处理能力和保证软件实时性的各种通信机制;在分析嵌入式软件仿真测试环境的多任务性和实时性需求的基础上,基于任务权重优先调度算法和系统的功能模块的紧急度调度算法,对系统的各个模块进行了合理的任务划分,并提出了单处理器下的基于信号量通信的静态权重优先级抢占的任务调度算法;确定了需要调度的任务集合,并给出了测试环境任务总体关联图及具体实现方法,通过Windview工具对任务调度和实时性进行了验证。     

星地时间同步任务规划综合评价技术研究

星地时间同步是导航定位系统的重要组成部分,准确评价星地时间同步任务规划的好坏,是卫星方案设计及优化提高卫星导航系统运行效率的基础。针对导航卫星星地时间同步任务规划评价问题,建立了基于任务、资源、性能的多层次评价指标体系,构造了通用的综合评价框架,最后通过仿真验证了方法的可行性,为导航系统的顶层设计与地面资源配置优化提供决策支持。     

基于强化学习的卫星网络资源调度机制

与传统同步轨道通信卫星(GEO)相比,以SpaceX、Starlink、O3b等为代表的新一代中低轨卫星互联网星座具备广域覆盖、全时空互联、多星协同等显著优势,已成为当今世界各国研究的焦点之一。传统卫星资源调度方法主要研究单颗GEO卫星下的资源调度问题,难以满足以多星协同、联合组网、海量用户为特征的低轨卫星星座的资源调度需求。为此,构建了基于用户满意度的多星协同智能资源调度模型,提出了一种基于强化学习的卫星网络资源调度机制IRSUP。IRSUP针对用户服务定制的个性化需求,设计了用户服务偏好智能优化模块;针对多星资源联合优化难题,设计了基于强化学习的智能调度模块。模拟仿真结果表明:IRSUP能有效提高资源调度合理性、链路资源利用率和用户满意度等指标,其中业务容量提升30%～60%,用户满意度提升一倍以上。     

面向异构多域环境的全局资源调度研究与实现

文章研究异构多域高性能计算环境的高效全局资源调度问题。采用约束满足问题模型建立全局调度系统模型,设计了全局调度模块结构。通过对全局调度策略的研究,实现了一个全局资源调度原型系统。     

导航卫星数管仿真系统的设计与实现

设计了导航卫星数管仿真系统,实现对数管软件功能的验证、可靠性测试、并能注入异常检验程序用于测试系统的鲁棒性。基于指令解释器完成对程序的解释执行,通过总线管理器实现对外部接口模块的仿真调度。提供GUI的集成开发调试环境,配有完整的测试数据库和测试工具链。显著提高二代导航卫星数管软件的可靠性,缩短研发周期和研发成本。     

#br# 基于多维数据模型的卫星质量评价模块组织方法研究

卫星质量评价模块的组织结构影响到用户能否有效地查找遥感产品信息,是挖掘和利用卫星数据资源的关键。针对现有卫星质量评价模块组织结构单一,检索效率低下问题,设计基于“星型”模式的在轨卫星质量评价模块信息多维数据模型,有利于多角度地展示卫星质量评价模块的动态信息,提高检索速度。将该模型应用于在轨自主卫星综合质量评价(ZGZHLPJ)系统组织结构的设计中,结果表明,系统组织结构更加有序和立体,用户使用更加方便快捷,验证了该模型的实用性。     

面向多星观测调度的启发式算法研究

以实际应用任务为背景进行动态仿真分析,是科学评价卫星系统能力进而支持卫星系统发展建设规划的重要手段。探讨了一类涉及多星、多地面站、多任务的航天观测系统联合调度问题。考虑到仿真环境对调度算法的高时效性要求,提出了一种快速高效的基于规则的启发式构造算法。与禁忌搜索算法的比较结果表明,该文算法在求解速度上具有明显的优越性,并且能够获得相对满意的求解质量。     

基于STK/VO的航天任务视景仿真系统

该文在STK/VO的基础上构建了一种适于航天任务的视景仿真系统,目的在于为航天任务的分析与设计提供一个直观的可交互的可视化仿真环境.该系统引入了资源库,对仿真所需的场景、模型等资源提供了有效的管理;同时还提供了模型的离线、在线编辑和场景显示属性的实时控制等功能,使仿真场景更加逼真生动;并提供了与应用仿真模块的接口,使系统具有通用性和可重用性.该文在描述系统结构与功能的基础上,重点介绍了航天任务仿真的三维建模、编辑及显示控制,最后以一个应用实例具体说明了系统各模块的功能及仿真流程.     

卫星任务规划算法综合评价技术研究

研究卫星任务规划算法综合评价技术,构建一个基于AHP层次结构的指标体系,引入基于AHP算法及Delphi算法的综合评价模型,根据不同评价目的,对几类现有任务规划算法进行综合评价,界定规划算法的适用范围,其评价结果在算法选择和后续算法扩展中具有一定应用价值。