采用混合遗传算法的敏捷卫星自主观测任务规划

摘要

为改进敏捷卫星观测大规模地面目标点时传统的遗传算法求解效率低下的问题,提高智能优化算法的求解效率,改进了传统的遗传算法,提出了禁忌退火遗传混合算法.首先,考虑到航天器在观测地面目标点的过程中所面临的时间约束、姿态轨道动力学约束等多种约束条件,建立了相应的适应度函数.所提出的适应度函数能够兼顾高观测收益与低观测能耗,反应了实际工程问题的观测需求.随后,为改进传统遗传算法的变异过程,提出了禁忌退火变异方法.这一变异方法在个体变异寻优的过程中,引入了禁忌搜索方法与Metropolis法则,提高了算法搜寻到全局最优解的概率,加快了算法的收敛速度.研究结果表明,与传统的遗传算法相比,禁忌退火遗传混合算法节省了约40％的算法运行时间,该算法的运行效率也高于退火遗传算法、禁忌遗传算法等其他种类改进的遗传算法,从而验证了禁忌退火遗传混合算法求解敏捷观测卫星任务规划问题的高效性.