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分布式卫星系统动态任务协同规划算法研究

空间控制技术与应用 2022年第4期48卷 46-53页

作者：刘晔伟周庆瑞黄昊中国空间技术研究院钱学森实验室北京100094 北京全路通信信号研究设计院北京100070 军事科学院国防科技创新研究院北京100071

分布式卫星系统的发展给任务规划带来挑战,传统的集中式任务规划方法越来越难以满足卫星数量多、任务动态、任务量大的需求,同时集中式的方法也存在鲁棒性不足的缺点.本文结合实际工程约束和应用需求,针对通信网络受限的条件,设计了一... 详细信息

分布式卫星系统的发展给任务规划带来挑战,传统的集中式任务规划方法越来越难以满足卫星数量多、任务动态、任务量大的需求,同时集中式的方法也存在鲁棒性不足的缺点.本文结合实际工程约束和应用需求,针对通信网络受限的条件,设计了一种基于贪婪算法与合同网协作的分布式卫星系统动态任务规划算法,并针对典型应用场景对算法的有效性进行了仿真验证和分析,结果表明该算法的任务完成度及通信需求都明显低于传统合同网算法,具有较高的工程实用价值.

关键词：分布式卫星系统动态网络动态任务规划合同网

分布式卫星系统相对运动的Hamilton力学建模及求解方法研究

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国防科技大学学报 2010年第2期32卷 12-16,39页

作者：张跃东陈琪锋戴金海国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

介绍了地球扁率摄动下分布式卫星系统(DSS,Distributed Satellite System)相对运动的Hamilton动力学模型,给出DSS相对运动的Hamilton正则方程;针对地球扁率摄动下DSS相对运动的两点边值问题,提出了一种基于生成函数的打靶求解法,应用该... 详细信息

介绍了地球扁率摄动下分布式卫星系统(DSS,Distributed Satellite System)相对运动的Hamilton动力学模型,给出DSS相对运动的Hamilton正则方程;针对地球扁率摄动下DSS相对运动的两点边值问题,提出了一种基于生成函数的打靶求解法,应用该方法对地球扁率摄动下DSS高精度构型调整问题进行了计算,结果表明该算法具有较高的计算效率,可有效避免维数灾难问题。

关键词：分布式卫星系统相对运动 Hamilton动力学模型两点边值问题

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分布式卫星系统在轨操作的多目标分配

宇航学报 2013年第11期34卷 1475-1482页

作者：黄勇李小将张东来周乃东装备学院研究生院北京101416 空军航空大学飞行训练基地长春130022

针对空间在轨操作目标分配问题,以分布式卫星系统为研究对象,提出了一种基于粒子群算法的在轨操作多目标分配方法。以分布式卫星机动所消耗的总能量最省为目标函数,建立了在轨操作多目标分配的数学模型。基于固定时间拦截理论,以机动时... 详细信息

针对空间在轨操作目标分配问题,以分布式卫星系统为研究对象,提出了一种基于粒子群算法的在轨操作多目标分配方法。以分布式卫星机动所消耗的总能量最省为目标函数,建立了在轨操作多目标分配的数学模型。基于固定时间拦截理论,以机动时刻和对应的速度增量作表征,设计实现了单颗卫星最优机动方案。通过合理设计粒子位置与目标分配解的对应关系,采用粒子群算法对问题进行了求解,并详细阐述了算法的实现步骤。算例分析结果表明,建立的模型和算法能够快速得到正确的可行解,可有效解决多约束条件下空间在轨操作的多目标分配问题。

关键词：分布式卫星系统在轨操作目标分配粒子群算法

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分布式卫星系统自主安全管理与控制研究综述

哈尔滨工业大学学报 2009年第5期41卷 1-5页

作者：王继河张锦绣曹喜滨哈尔滨工业大学卫星技术研究所

为了紧跟国外在分布式卫星系统自主安全管理与控制研究方向的最新发展思路和方法,进而掌握分布式卫星系统自主安全管理和控制技术,需要对现阶段该项技术的研究进行深入分析和总结.在查阅和分析大量相关文献的基础上,本文综述了国内外有... 详细信息

为了紧跟国外在分布式卫星系统自主安全管理与控制研究方向的最新发展思路和方法,进而掌握分布式卫星系统自主安全管理和控制技术,需要对现阶段该项技术的研究进行深入分析和总结.在查阅和分析大量相关文献的基础上,本文综述了国内外有关分布式卫星系统自主运行安全管理与控制问题的研究方法及相应进展情况.通过对国内外研究现状的分析总结,论述了现阶段相关研究工作的优点和不足,并提出了现阶段研究中存在问题的解决途径和未来的研究方向.

关键词：分布式卫星系统自主安全管理与控制安全构形设计碰撞风险性评估

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分布式卫星系统协作任务分配模型及优化算法

系统工程学报 2009年第4期24卷 445-450页

作者：高黎周利安沙基昌国防科学技术大学信息系统与管理学院湖南长沙410073

面向未来分布式卫星系统(DSS)自主协作运行模式,对DSS任务优化分配问题进行了分析和建模.在此基础上给出任务组的概念,并利用集覆盖理论将任务分配问题转化为集覆盖问题.从而引入MAS理论中的合同网协议,以系统完成任务目标的总耗能最少... 详细信息

面向未来分布式卫星系统(DSS)自主协作运行模式,对DSS任务优化分配问题进行了分析和建模.在此基础上给出任务组的概念,并利用集覆盖理论将任务分配问题转化为集覆盖问题.从而引入MAS理论中的合同网协议,以系统完成任务目标的总耗能最少为原则,加入限定卫星可回应子任务数的约束后,提出了一种基于合同网的严格启发式的优化算法对分配模型进行求解.同时,证明了算法搜索结果的上确界;分析了算法的收敛性和时间复杂度.该算法具有分布性,搜索空间缩减快,适合于中小规模的任务分配.

关键词：分布式卫星系统任务协作任务分配合同网

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分布式卫星系统自主运行体系结构模型研究

空间科学学报 2007年第3期27卷 239-244页

作者：高黎沙基昌国防科学技术大学信息系统与管理学院长沙410073

在分析现有分布式卫星系统(DSS)体系结构不足的基础之上,针对DSS自主运行特征,提出了一种适应动态、复杂不确定环境的DSS两级系统层次的混合体系结构模型．同时根据多星协作和星内自治的需求,给出一种较为通用的面向自主协作的卫星控制... 详细信息

在分析现有分布式卫星系统(DSS)体系结构不足的基础之上,针对DSS自主运行特征,提出了一种适应动态、复杂不确定环境的DSS两级系统层次的混合体系结构模型．同时根据多星协作和星内自治的需求,给出一种较为通用的面向自主协作的卫星控制结构Agent模型,并讨论了该结构中各Agent模块的组成、功能及相互联系．

关键词：分布式卫星系统自主运行体系结构多Agent系统

基于合同网的分布式卫星系统任务优化分配研究

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宇航学报 2009年第2期30卷 815-820页

作者：高黎沙基昌国防科学技术大学信息系统与管理学院长沙410073

面向未来分布式卫星系统(DSS)自主协作运行模式,对DSS任务协作中的优化分配问题进行了分析和描述,提出了基于协商的任务优化分配体系结构,并由此给出任务组的概念,通过集覆盖理论将任务分配问题转化为集覆盖问题。从而引入合同网协议,... 详细信息

面向未来分布式卫星系统(DSS)自主协作运行模式,对DSS任务协作中的优化分配问题进行了分析和描述,提出了基于协商的任务优化分配体系结构,并由此给出任务组的概念,通过集覆盖理论将任务分配问题转化为集覆盖问题。从而引入合同网协议,以系统完成任务目标的总耗能最少为原则,加入限定卫星可回应任务数的约束后,提出了一种基于合同网的严格启发式优化分配算法对问题进行求解。同时,证明了算法搜索结果的上确界;分析了算法的收敛性和时间复杂度。该算法具有分布性,搜索空间缩减快,适合于中小规模问题的任务分配。

关键词：分布式卫星系统任务协作任务分配合同网

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分布式卫星系统递归式任务分配机制研究

计算机应用研究 2014年第7期31卷 1947-1950页

作者：刘子林柴毅高黎巫正中重庆大学自动化学院重庆400044 后勤工程学院信息工程系重庆401331

针对分布式卫星系统(DSS)能量约束实际,分析了当前研究中侧重于执行成本、忽视协调成本的问题,结合DSS节点空间分布特点,提出了DSS的网络拓扑模型;以此为基础,对基于MAS的合同网(CNP)任务分配机制进行了扩展,提出了递归式分配机制思路,... 详细信息

针对分布式卫星系统(DSS)能量约束实际,分析了当前研究中侧重于执行成本、忽视协调成本的问题,结合DSS节点空间分布特点,提出了DSS的网络拓扑模型;以此为基础,对基于MAS的合同网(CNP)任务分配机制进行了扩展,提出了递归式分配机制思路,并对任务分配流程进行了设计和优化。该机制能够避免因单点故障引发的分配故障,同时为任务协调成本和任务执行成本有机结合提供了有力支撑。通过定性和定量相结合的方式证明了递归式机制比合同网机制在协调成本上有较大的优势,为后续任务规划深入研究打下了良好的基础。

关键词：分布式卫星系统协调成本网络拓扑任务分配机制流程设计

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分布式卫星系统仿真平台研究现状与技术分析

航天控制 2007年第4期25卷 57-62页

作者：吴文昭李想陈琪锋戴金海国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

支持分布式卫星系统(DSS)开发和实验的仿真平台是DSS技术发展的关键技术之一,本文对DSS仿真平台现状和关键技术进行了分析。首先对比分析了现有3种典型的仿真平台,认为为追求尽可能高的逼真度,实时分布式仿真成为必然。继而从分布式计... 详细信息

支持分布式卫星系统(DSS)开发和实验的仿真平台是DSS技术发展的关键技术之一,本文对DSS仿真平台现状和关键技术进行了分析。首先对比分析了现有3种典型的仿真平台,认为为追求尽可能高的逼真度,实时分布式仿真成为必然。继而从分布式计算角度分析了实时分布式仿真面临的分布性、实时性、仿真部件互操作性和可重用性的问题,而中间件技术可以很好地解决这些问题。最后讨论了中间件实现模式,并分析了中间件在DSS仿真中3种可能的应用方式。

关键词：分布式卫星系统仿真平台实时分布式仿真中间件