多站多星任务调度优化模型及求解算法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张志强 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院遥感卫星地面站 |
| 授予地点 | 遥感卫星地面站 |
| 导师 | 王万玉 |
| 关键词 | 地面接收站 遥感卫星 任务调度 约束满足优化问题 贪婪算法 |
| 其他题名 | Study of Optimization Model and its Solution Algorithms for Multistation Multisatellite Task Scheduling |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 多站多星任务调度的目的是根据用户需求和任务重要性程度，科学合理地分配地面接收站系统资源，自动进行多站多星任务调度，快速高效地制定数据接收计划，以充分发挥地面接收站系统能力，满足日益增多的卫星遥感图像数据需求。目前多站多星任务调度问题在国内外都是一个新的课题，开展多站多星任务调度问题的研究，不仅可以从理论上探讨多站多星任务调度的方法，也可以满足对地观测卫星应用中的最优化接收卫星数据的需求。本文在对遥感卫星数据接收工作流程和用户需求分析的基础上，建立了多站多星任务调度优化模型，提出了相应的模型求解算法，并设计和实现了一个多站多星任务调度软件系统。主要研究内容和创新成果如下： 首先，在分析卫星遥感数据接收任务工作流程的基础上，研究了多站多星任务调度系统的任务需求与主要约束条件，将地面接收天线系统资源的整体性能表现为对遥感数据下传的卫星是否可用；提出了完成任务优先级之和最大与尽可能使用同一天线完成同一任务两个优化目标函数；建立了基于约束满足优化问题的多站多星任务调度优化模型。这是本文的一个创新点。 其次，将多站多星任务调度优化模型分为预处理和优化两个阶段进行求解。其中，预处理过程综合利用贪婪算法和约束传播相结合的方法，根据任务优先级及任务开始时间依次为每个任务选择合适的地面接收天线系统和可用时间窗口；优化过程主要根据任务初始调度结果进行调整和优化，在不降低完成任务优先级之和的情况下，使得同一任务尽可能地由同一天线执行，这样就可以减少天线进行任务转换的次数、增强卫星遥感数据接收的完整性。特别地，预处理阶段卫星和地面站之间的可用时间窗口可以根据任务时间长度进行分割而得到充分利用，同时一个任务在天线不可调整情况下也可以进行分割而分配给不同的天线，从而得到最大程度上的调度。这是本文的另一个创新点。 然后，在任务调度模型及求解算法研究的基础上，本文设计和实现了多站多星任务调度的软件系统。该软件系统在Visual C++ 6.0平台下使用C语言实现了多站多星任务调度优化模型的求解算法，快速地得到了卫星遥感数据接收计划表。软件实现时，充分考虑了系统的实用性和可扩展性，它将任务需求、可用时间窗口、地面接收天线系统可用性、任务调度计划表等都采用文件的形式进行读写操作，以便任务调度子系统与其他子系统进行串行操作；同时，对任务个数、地面接收站数目和卫星数目都没有任何限制，为日后新建地面接收站和接收新卫星的遥感数据预留了空间。 最后，利用该软件系统中模型和算法的通用性，经过适当的设置，将该软件系统成功地应用到一个三站十星的卫星遥感数据接收任务调度问题上。仿真结果分析表明该软件系统用于多站多星的任务调度是可行的、有效的。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-12-08 |
| 页码 | 72 |
| 源URL | [http://ir.ceode.ac.cn/handle/183411/31847]  |
| 专题 | 遥感与数字地球研究所_学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张志强. 多站多星任务调度优化模型及求解算法研究[D]. 遥感卫星地面站. 中国科学院遥感卫星地面站. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：遥感与数字地球研究所
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