射电望远镜多目标观测策略优化*

翟楠楠 刘志勇 王 娜† 朱春花

(1新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046)

(2中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011)

1 引言

天文望远镜在天文学的发展过程中起着至关重要的作用，随着天文学的发展对观测需求的不断提升，望远镜资源日益紧缺.如何利用稀缺的望远镜资源，进行合理的调度是提高望远镜有效运行时间的重要保障.望远镜调度问题是资源调度在天文观测领域的应用，该问题通常被转化为约束满足问题进行讨论，即在满足预定约束的情况下，尽可能提高目标函数的最优值[1].望远镜调度的目标函数旨在有限的资源内尽可能提高观测时间的利用率，提升观测数据的质量，实现观测效益的最大化.

针对该问题国内外学者已进行相关研究，例如Johnston等[2-4]考虑HST(Hubble Space Telescope)的运行环境、调度周期和调度程度，使用神经网络优化算法进行HST调度优化，构建SPIKE(Science Planning Interactive Knowledge Environment)通用调度系统框架，并成功应用于VLT(Very Large Telescope)、Subaru望远镜等[5].2012年Colome等[6]回顾前人对望远镜观测调度问题的研究，统计并比较各望远镜在该问题上使用的调度技术.2016年Solar等[7]使用混合整数线性规划优化算法，根据动态约束条件完成ALMA(Atacama Large Millmeter/Submeter Array)观测调度的研究.2018年Luo等[8]针对FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)望远镜将调度问题建模为最小成本最大流问题来对申请观测项目进行调度，增加了观测项目的数量和总体的优先级，同时还减少望远镜换源成本.2019年Bellm等[9]针对ZTF(Zwicky Transient Facility)的科学观测需求使用整数规划的优化算法，完成了整晚的观测调度.以上调度方法均将观测周……