成像卫星任务规划技术
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天津武清
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作者贺仁杰等
出版社科学出版社
ISBN9787030297778
出版时间2024-03
装帧平装
开本16开
定价128元
货号29298466
上书时间2024-12-27
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导语摘要
随着我国成像卫星数量及其应用需求的快速增长，成像卫星任务规划技术受到了日益广泛的重视。本书系统阐述了作者近年来在卫星任务规划技术方面的研究成果，主要内容包括成像卫星任务规划问题、任务规划理论基础、预处理技术、多星一体化任务规划技术、动态任务规划技术、自主任务规划技术和多星联合任务规划系统等，具有实际应用价值和一定的前瞻性。
目录
序
前言
第1章绪论1
1.1成像卫星任务规划问题研究的背景和意义1
1.2成像卫星任务规划问题研究现状2
1.2.1单星任务规划3
1.2.2多星任务规划5
1.2.3动态任务规划7
1.2.4自主任务规划8
1.2.5任务规划算法10
1.2.6研究现状总结12
1.3本书的主要内容和安排14
参考文献15
第2章成像卫星任务规划问题19
2.1成像卫星工作过程19
2.1.1对地成像覆盖19
2.1.2成像卫星地面业务应用系统任务处理流程20
2.2影响成像卫星任务规划的主要因素22
2.2.1用户对成像任务的需求22
2.2.2卫星成像资源的可获得性23
2.3成像卫星任务规划的基本输人要素23
2.3.1成像任务需求23
2.3.2卫星及有效载荷24
2.3.3其他输入条件24
2.4成像卫星任务规划的基本约束条件25
2.4.1资源约束25
2.4.2任务约束26
2.5成像卫星任务规划的基本输出要素26
2.6成像卫星任务规划问题研究的假设与过程27
2.6.1问题假设与简化27
2.6.2问题求解过程28
参考文献29
第3章成像卫星任务规划理论基础30
3.1机器调度问题的基本分类30
3.1.1机器调度问题概述30
3.1.2资源、活动和调度目标31
3.1.3机器调度问题分类31
3.2智能优化算法32
3.2.1遗传算法33
3.2.2禁忌搜索算法37
3.2.3模拟退火算法40
参考文献41
第4章成像卫星任务规划预处理技术43
4.1成像卫星任务规划预处理的一般过程43
4.1.1常见的成像任务类型43
4.1.2任务规划预处理的一般流程44
4.1.3任务规划预处理结果示例45
4.2周期性任务分解技术47
4.2.1时间特征的周期性任务分解47
4.2.2事件特征的周期性任务分解48
4.3区域目标静态分解技术49
4.3.1依据单景分解49
4.3.2采用预定义的参考系统分解49
4.3.3采用固定宽度的条带进行分解50
4.3.4静态区域目标分解技术的不足51
4.4基于高斯投影的区域目标动态分解技术52
4.4.1区域目标投影策略52
4.4.2基于高斯投影的区域目标动态分解过程52
4.5基于MapX的区域目标动态分解技术57
4.5.1卫星对地面覆盖区域的计算57
4.5.2基于MapX的区域目标动态分解方法61
参考文献62
第5章多星一体化任务规划技术64
5.1问题分析64
5.1.1点目标和区域目标的综合调度64
5.1.2成像卫星调度中的任务合成66
5.2多星一体化调度问题建模69
5.2.1元任务构造69
5.2.2合成任务定义及分析70
5.2.3收益函数构造73
5.2.4多星一体化调度模型75
5.2.5多星一体化调度模型分析79
5.3基于整体优化策略的问题求解82
5.3.1基于整体优化策略算法的基础组件82
5.3.2任务动态合成启发式算法91
5.3.3快速模拟退火算法94
5.4实例分析101
5.4.1测试问题实例构造101
5.4.2对点和区域目标的综合调度与分阶段调度的比较102
5.4.3任务动态合成与预先合成的比较103
5.4.4快速模拟退火算法与动态合成启发式算法的比较104
5.4.5目标分布特性对调度结果的影响分析106
5.4.6各种机制对快速模拟退火算法性能的影响分析108
参考文献109
第6章卫星动态任务规划技术112
6.1成像卫星调度问题的动态特性112
6.2动态环境下成像卫星的鲁棒性调度113
6.2.1调度方案的鲁棒性概念113
6.2.2成像卫星鲁棒性调度的要求114
6.2.3成像卫星鲁棒性调度策略115
6.3成像卫星鲁棒性调度模型115
6.3.1成像卫星调度方案的评价指标116
6.3.2成像卫星鲁棒性调度模型118
6.4成像卫星鲁棒性调度模型求解121
6.4.1基于偏好的分层多目标遗传算法121
6.4.2PHMOGA算法设计123
6.4.3遗传操作的可行性分析133
6.4.4计算实例135
6.5成像卫星动态调度方法140
6.5.1成像卫星动态调度问题140
6.5.2成像卫星动态调度模型142
6.5.3动态插入任务启发式算法143
6.5.4计算实例151
参考文献156
第7章卫星自主任务规划技术158
7.1分布式卫星系统自主规划问题158
7.1.1分布式卫星系统自主规划问题定义158
7.1.2星群任务规划问题及其特点159
7.1.3卫星自主控制问题及其特点160
7.2分布式卫星系统任务规划框架161
7.2.1分布式卫星系统MAS模型161
7.2.2成像卫星Agent的分层混合结构模型166
7.2.3基于MAS的任务规划框架167
7.3基于多Agent协商的星群任务规划172
7.3.1基于MAS的星群任务规划问题形式化描述172
7.3.2协商协议173
7.3.3招标任务选择策略177
7.3.4投标方投标方法178
7.3.5招标方评标策略178
7.3.6面向动态环境的任务处理179
7.3.7计算实例分析185
7.4基于HTN规划的成像卫星自主拴制189
7.4.1成像卫星自主控制问题求解框架189
7.4.2成像卫星自主规划模型191
7.4.3基于HTN规划的模型求解197
7.4.4计算实例分析202
参考文献205
第8章多星联合任务规划系统207
8.1系统总体框架设计207
8.1.1多星联合任务规划系统总体框架207
8.1.2多星联合任务规划系统整体流程208
8.2系统实现210
8.2.1采集任务单接收与处理子系统210
8.2.2卫星及地面站资源管理子系统210
8.2.3多星任务规划子系统212
8.2.4单星计划编排子系统213
8.2.5计划仿真推演子系统213
8.2.6任务规划方案评估子系统213
第9章新的研究领域215
9.1灵巧卫星成像任务规划215
9.2成像卫星在线调度问题217
内容摘要
随着我国成像卫星数量及其应用需求的快速增长，成像卫星任务规划技术受到了日益广泛的重视。本书系统阐述了作者近年来在卫星任务规划技术方面的研究成果，主要内容包括成像卫星任务规划问题、任务规划理论基础、预处理技术、多星一体化任务规划技术、动态任务规划技术、自主任务规划技术和多星联合任务规划系统等，具有实际应用价值和一定的前瞻性。
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