基于遗传算法的多星调度方法

章 密, 胡笑旋

(1.合肥工业大学 管理学院,安徽 合肥 230009; 2.合肥工业大学 过程优化与智能决策教育部重点实验室,安徽 合肥 230009)



基于遗传算法的多星调度方法

章 密1,2, 胡笑旋1,2

(1.合肥工业大学 管理学院,安徽 合肥 230009; 2.合肥工业大学 过程优化与智能决策教育部重点实验室,安徽 合肥 230009)

多星调度是一类约束条件众多且复杂的调度问题,除了要考虑时间窗、过渡时间等约束外,还需要考虑任务的时效性约束和能量消耗约束。为此,文章建立了相应的数学模型,并设计了基于圈次进行交叉、变异的遗传算法;通过STK生成测试数据,并与蚁群算法结果对比,说明该方法能有效解决多星调度问题。

卫星;多星调度;遗传算法;卫星圈次

0 引 言

地球观测卫星是一种重要的目标图像获取平台,它们在运行轨道上,依据用户提出的观测需求,通过遥感器对地面目标进行成像。地球观测卫星的任务调度是指根据一定优化目标,对多个对地观测任务(简称观测任务)进行排程,以确定执行任务的具体卫星和具体时间。在任务调度过程中,计划观测的时间应该在目标对卫星的可见时间窗之内,且要在任务要求的截止时间之前;卫星在观测时会消耗一定能量,而卫星绕地球一圈能接收到太阳光照的时间是一定的,即卫星在每一圈次内最大可消耗能量是一定的。能量消耗需要考虑卫星的轨道圈次,但如果以圈次为周期安排调度,那么每一圈次最优化并不代表整个周期最优化,因此需要从整个规划周期来安排任务,这就需要考虑时间约束和能量约束问题。……