基于分层控制免疫遗传算法的多卫星联合任务规划方法

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1、第31卷2010年第8期8月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．8Aug．2010文章编号：1000—6893(2010)08一1636—10基于分层控制免疫遗传算法的多卫星联合任务规划方法李军，郭玉华，王钧，景宁(国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)MultipleSatelliteSchedulingBasedonHierarchicaIandImmuneGeneticAlgorithmLiJun，GuoYuhua，Wan

2、gJun，JingNing(CollegeofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)摘要：研究面向复杂任务需求的多卫星联合下的任务规划技术，对于提高对地观测系统的保障能力具有重要意义。各种类型的复杂任务需求由于需求特点的差异，使得相对于针对点观测任务的规划更加复杂。在提炼问题特点的基础上，建立了整数规划问题模型，并提出了分层控制免疫遗传算法。该算法采用双层操作，在父

3、层采用遗传操作算子，在子层采用免疫操作算子，并引入基因重组、自适应免疫更新、小生境等机制改进搜’索过程。仿真实验表明，分层控制免疫算法存解决复杂任务的任务规划中是可行有效的。关键词：对地观测卫星；任务规划；免疫遗传算法；分层控制；免疫操作中图分类号：V474．2+6；TP391文献标识码：AAbstract：Thestudyofmultiplesatelliteschedulingthatsatisfiescomplicatedsatelliteobservationrequirementsisofgrea

4、timportanceinimprovingthesupportingcapabilityofanearthobservationsystem．Theschedulingismademorecomplexbythediversityofvarioussatelliteobservingrequirementsandthedifferencesoftheircharacteristicsascomparedwithschedulingofsmalltargetobservation．Basedonananal

5、ysisofthecharacter-isticsoftheissue，thearticleestablishesanintegerprogrammingmodel，andproposesanewalgorithmnamedhierarchicalimmunegeneticalgorithm(H1GA)tOsolveit．Thealgorithmadoptsatwo-layeroperation，withageneticoperationintheparentlayer，andanimmunityopera

6、tioninthechildlayer．Moreover，itincorporatesgenerecombination，adaptiveimmunityupdatingandnichemechanismtoimprovetheperformanceofthesearchingprocess．Experimentalresultsshowthatthealgorithmisbothfeasibleandefficientinmultiplesatel—litescheduling．Keywords：eart

7、hobservingsatellite；scheduling；immunegeneticalgorithm；hierarchicalcontrol；immunityoperation对地观测卫星主要利用卫星遥感器对地球表面和低层大气进行探测以获取有关信息，是获取地理空间信息的一项重要手段。随着卫星技术的发展，人类对于航天遥感提出了更高的要求，通常会提出一些复杂类型的任务观测请求，这些观测任务往往需要多颗多类型对地观测卫星配合才能完成观测。研究面向这些复杂类型的观测任务请求的多卫星联合任务规划技术，对于提高对

8、地观测系统应对复杂问题的能力具有重要的意义。国内外面向复杂任务需求的卫星任务规划研究主要集中在区域目标的观测上[1-53。美国麻省理收稿日期：基金项目：通讯作者：2009—12—12；修订日期：2010—04—20国家自然科学基金(60604035)；国家“863”计划(2007AAl22229，2007AAl20202)李军E—mail：junli@nudt．edu．cn工学院的J．Walton[1]研究了面向