面向容错的对地观测卫星实时任务调度研究

摘要

容错是对地观测卫星系统中的一个重要问题,尤其是在诸如获取战场及地震灾害实时信息等情况下,系统的容错能力至关重要.其中,调度是实现系统容错的一种有效手段.但是从目前的研究成果来看,卫星任务调度主要侧重于研究如何最大化任务完成率,而忽略了对系统容错性的考虑,显然不适用于具有高可靠性要求的实时任务.为此,本文提出了一种面向容错的对地观测卫星任务调度模型,该模型采用主版本/副版本技术可以实现对任意时刻一个卫星失效时的容错.在容错调度模型的基础上,提出了一种卫星容错调度算法FTSS.FTSS采用主版本-副版本重叠技术(PB重叠)和副版本-副版本重叠技术(BB重叠),有效提高了卫星资源利用率.此外,FTSS采用了任务合成策略包括主版本-副版本合成(PB合成),副版本-副版本合成(BB合成)以及主版本-主版本合成(PP合成).通过任务合成可以有效减少实际执行任务的个数从而进一步提高系统的可调度性.为了验证FTSS算法的性能,本文通过大量的模拟实验对FTSS与其它3个基准算法NMFTSS、NOFTSS和NMNOFTSS进行了比较分析.实验结果表明FTSS优于其它算法,适合卫星实时任务容错调度.