卫星任务调度问题的约束规划模型

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1、国防科技大学学报第28卷第5期JOURNALOFNATIONALUNIW璐ITYOFDEFENSE．IECttNOLOGYV01．28No．52006文章编号：1001—2486(2006)05—0126—07卫星任务调度问题的约束规划模型+陈英武，方炎申，李菊芳，贺仁杰(国防科技大学信息系统与管理学院，湖南长沙410073)摘要：卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一，其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。卫星任务调度问题的重要特点在于，调度任务存在可见时间窗口约束。只有在可见时间窗口内，调度任务才可能执行并完成。在进行合理假设的

2、基础上，建立卫星任务调度问题的约束规划模型。对基本禁忌搜索算法进行改进，提出了模型求解的变邻域禁忌搜索算法。应用结果表明，约束规划模型的建立与求解是合理的。关键词：卫星；任务调度；约束满足问题；约束规划；变邻域禁忌搜索算法中图分类号：C93文献标识码：AConstraintProgrammingM．odelofSatelliteMissionSchedulingCHENYing-wu，FANGYan-shen，LIJu-fang，HERen-jie(CollegeofInformationSystemandManagement，NationalUniv．ofDefe

3、nseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Missionplanningandschedulingofsatellite，whichistosupporttaskPlanm,a幽Sofsatellitescientifically，isamaincontentofspaceresourcemanagement．Oneofthemostimportantcharacteristicsofsatellitemissionschedu№isthatitissubjecttotimewindowsconsnaint．whichm

4、eansthattaskscanbewithinthegiventimewindows．Themodelisformulatedonlycompletedschedulingbasedonreasonableandconstraintmethod．ThemodelissolvedwithVariableNeighborhoodTabuSearchassumptionsprogramming(VNTS)algorithm．Onthebasisofalimitedexperiment，weobservethatthea1鲥thmisveryeffectiveinobta

5、irangnear-optimalsolutions．Keywords：satellite；missionscheduling；CSP(constraintsatisfactionproblem)；CP(constraintprogramming)；哪(variabletabusearch)algorithmneighborhood卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一，其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。一般来说，由于卫星资源的短缺，用户需求不能全部被满足。因此，成像侦察卫星调度的目标就是选择需要观测的地面目标、确定完成观测的卫

6、星遥感器和观测开始时间。对于多颗卫星、多种遥感器、多个观测需求的情况下，如何生成一个满意的卫星资源调度方案，分配卫星资源来完成更多的观测任务，对于充分有效地发挥成像侦察卫星系统的能力是至关重要的。本文以成像侦察卫星(IRS，ImagingReconnaissanceSatellite)任务调度为背景，研究解决成像侦察卫星系统的图像获取与数据下传的任务规划和调度问题。1卫星任务调度问题的特点1．1卫星任务调度问题概述卫星任务调度是指根据卫星应用的任务需求，在多卫星、多任务条件下，对卫星系统资源进行优化配置，对信息的获取、处理、传输活动进行优化调度，制定出满足卫星应用任

7、务需求的资源分配和活动调度方案‘1

8、。成像侦察卫星是利用星载的可见光相机、红外相机或合成孔径雷达等遥感器，获取地面的图像信★收稿日期；2006—04—10基金项目：高校博士学科点专项科研基金项目(20049998022)；国家部委资助项目作者简介：陈英武(1963一)，男，教授，博士。陈英武，等：卫星任务调度问题的约束规划模型127息，并将图像信息通过胶卷返回舱或中继卫星传回地面站，以供分析判读使用。一个完整的侦察任务包括侦察目标信息获取和数据回传两个活动，并且只有在卫星和相关目标(地面站或中继卫星)可以通信的时间段内(称之为可见时间窗口)，卫星才可能完成这些活