考虑动态任务聚类策略的卫星观测应用新方法

摘要

科学的卫星调度方案对于充分利用稀缺卫星资源具有重大意义.任务聚类是提高卫星任务调度效率的一个有效策略,已有文献提出的聚类策略都是静态的,该策略是以两阶段的方式集成到调度过程中,而非动态聚类,因而没能将其提高卫星调度效能的潜力充分发挥出来.本文提出了一种考虑动态任务聚类策略的自适应模拟退火算法(ASA-DTC)解决卫星观测调度问题.首先,建立了对地观测卫星的数学模型,然后分析了观测任务聚类过程中的相关约束,进而设计了动态任务聚簇策略及自适应模拟退火算法,通过引入自适应温度控制、避免禁忌表重复访问以及邻域结构智能结合等启发式机制提高了自适应模拟退火算法的效能.最后,通过仿真实验研究了ASA-DTC算法的性能,结果表明当问题包含大量的目标或者目标在特定区域中较为集中时ASA-DTC算法性能较好.