[發明專利]基于遺傳算法的成像衛星調度方法和系統有效
| 申請號： | 202010567886.3 | 申請日： | 2020-06-19 |
| 公開（公告）號： | CN111913787B | 公開（公告）日： | 2022-10-18 |
| 發明（設計）人： | 靳鵬;張歆悅;胡笑旋;羅賀;王國強;馬華偉;夏維;唐曉茜 | 申請（專利權）人： | 合肥工業大學 |
| 主分類號： | G06F9/48 | 分類號： | G06F9/48;G06N3/12;G06Q10/06 |
| 代理公司： | 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542 | 代理人： | 余罡 |
| 地址： | 230009 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 遺傳 算法 成像 衛星 調度 方法 系統 | ||
1.一種基于遺傳算法的成像衛星調度方法，其特征在于，所述方法有計算機執行，包括以下步驟：
S1、獲取衛星資源和衛星任務；
S2、基于所述衛星資源和所述衛星任務獲取衛星任務觀測收益和衛星任務優先級；
S3、基于所述衛星任務觀測收益和所述衛星任務優先級設定目標函數，并設定約束條件；
S4、基于所述目標函數和所述約束條件構建衛星任務觀測模型；
S5、對所述衛星任務觀測模型求取初始解，并將所述初始解作為衛星任務種群；
S6、基于預設的遺傳算法對所述衛星任務種群求取最優解，得到衛星任務調度方案；
所述目標函數為：
其中：
ei表示第i個衛星任務的觀測收益；
oi表示第i個衛星任務是否被安排觀測，當oi＝1時，第i個衛星被安排觀測，當oi＝0時，第i個衛星不被安排觀測；
所述約束條件至少包括以下一項：
Tb≤TbWinlg≤TeWinlg≤Te
TbWinlg≤Ob≤Oe≤TeWinlg
Tope+Tclo+Tsle≤TbWinki-TeWinlg
Timemax≥Timeope
其中：
TbWinlg表示第l個任務的第g個窗口Winlg的開始時間；
TeWinlg表示第l個任務的第g個窗口Winlg的結束時間；
TbWinki表示第k個任務的第i個窗口Winki的開始時間；
[Tb,Te]表示第l個任務的調度時間窗；
[Ob,Oe]表示第l個任務的觀測活動時間窗；
Tope表示衛星sats的開機穩定時間；
Tclo表示衛星sats的關機穩定時間；
Tsle表示衛星sats的側擺時間；
Timeope表示衛星的開機工作時間；
Timemax表示衛星的最大工作時間；
表示衛星sats的當前剩余容量；
表示將第l個任務添加到衛星sats所用的容量。
步驟S6具體包括以下步驟：
S601、初始化遺傳算法參數，構建禁忌表；
S602、基于實數排列編碼方法對所述衛星任務種群進行編碼處理；
S603、基于預設的適應度函數對編碼后的衛星任務種群個體求取適應度值，并根據所述適應度值更新禁忌表；
S604、依次對種群個體進行一次變異操作、交叉操作、二次變異操作和選擇操作，得到任務觀測序列；
S605、判斷此時是否達到迭代終止條件，若是，則跳轉到S606；若否，則跳轉到S603；
S606、輸出最優解，作為衛星任務調度方案；
在S603中，所述預設的適應度函數為：
其中：
fl為任務tl的優先級；
Tt為任務tl的所需時間；
Ct為任務tl占用衛星容量；
Wt為任務tl的可用時間窗的數目；
el為任務tl的觀測收益；
α、β和γ為權重參數，且
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