成像卫星任务规划系统分析与设计

针对成像卫星任务规划的操作指令自动生成问题,深入分析了成像卫星任务规划系统的特点,在基于PDDL的任务规划问题求解结构的基础上,提出了一种基于PDDL的成像卫星任务规划系统结构.该系统结构采用模块化的设计,具有良好的灵活性和通用性,能够实现系统动态的任务重规划.     

基于任务压缩的成像卫星任务规划

传统成像卫星任务规划过程中任务在时间窗口确定后是不可变的,但受限于卫星的各类约束条件,有些任务无法执行。针对该问题,在任务可以压缩的前提下,提出了采用多种任务压缩的方法处理指令模板冲突和消解文件下传约束,提高规划结果质量。对任务压缩策略进行了实验,测试结果表明,任务压缩策略的使用能够有效优化规划结果,提高卫星观测时长和完成任务数。     

基于模拟退火的卫星地面站任务规划方法

卫星地面站系统任务规划问题是一个基于约束的组合优化问题,是优化卫星任务规划的前提,是影响卫星任务规划结果的重要环节。鉴于此,问题中考虑了可视时间窗口、任务权重以及地面站天线转换时间的约束,以最大化完成任务的优先级之和为目标,建立了调度模型。提出了一种有效求解该问题的结合自适应搜索的模拟退火算法,给出了示例,并对算法进行了仿真验证。     

遥感卫星滚动式动态任务规划技术

面对应急任务常态化趋势,通过分析卫星任务管控系统快速响应需求,提出了滚动式动态任务规划技术方法,研究了动态任务规划问题的求解过程,分析了动态任务规划滚动时间窗口选取策略、前瞻式任务与资源处理策略和星上资源连续使用原则等。该方法在遥感卫星任务管控系统中的工程化应用将能够大大提升系统应急任务快速响应时效性,降低任务动态调整复杂度,规避星上任务频繁调整风险。该方法将为面向任务快速响应的新一代任务管控系统建设奠定技术基础。     

基于AHP的遥感卫星任务规划效能评价方法

目前,针对遥感卫星任务规划问题的求解算法种类繁多,但是对算法效能进行客观定量的综合评价一直是个难题。对此,提出了一个面向应用的算法效能评价机制,给出了标准测试算例集的生成方法,并首次从资源利用率和任务满足度2个方面,抽取建立了算法的分层评价指标体系,基于层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)算法和Delphi算法建立了算法效能的综合评价模型,给出了具体的评价步骤。通过2个算法的实例对比分析,验证了方法和模型的有效性。     

基于优先级与时间裕度的卫星应急观测任务规划

应急观测是对地观测卫星为配合地面紧急行动而执行的任务,具有紧迫性、集中性等特点,为任务规划带来了困难。针对应急观测的特点,描述了影响任务规划的卫星资源及任务的主要属性,定义了考虑重要性与紧迫性的任务优先级,提出了一个反映任务紧迫性要求满足程度的属性———时间裕度。建立了任务规划模型,构造了一个基于优先级与任务时间裕度的规划目标,确定了一系列规划约束,并利用遗传算法对模型进行求解。通过与最大化任务重要度的常规任务规划进行对比可见,所建立的模型能够有效提高任务成功率。     

面向区域目标的遥感卫星任务规划算法

面向区域目标的遥感任务规划问题主要解决如何在多遥感卫星条件下,对区域目标进行合理的任务分解和分配。提出了一种动态划分方法,通过加入卫星观测范围因素,改进了现有的静态划分方法。该方法划分生成的候选条带数量大大增加,使算法求解难度增大。基于邻域搜索思想,综合贪婪规则、随机模式和变邻域等因素提出了快速求解区域目标任务规划问题的贪婪随机变邻域搜索算法。最后通过实例进行了验证,结果证明应用该算法能较快得到比较好的解。     

多卫星成像任务规划的冲突消解

分析了多卫星成像任务规划中多卫星之间的任务冲突,印多卫星成像任务冲突和多卫星下传任务冲突,研究了这两类冲突的消解方法;提出了基于拍摄概率的多卫星成像任务冲突消解算法和基于非互斥链的多卫星下传任务冲突消解算法.将多卫星成像任务规划问题转换成各卫星独立的成像调度问题,从而降低了问题的复杂度.实验表明,该方法解决了多卫星之间的冲突问题,使星地资源得到均衡有效的利用.     

基于离散粒子群算法的卫星任务规划系统设计

为了解决不断复杂化的卫星运控问题,实现卫星任务顶层优化设计,本文引入离散粒子群算法设计卫星任务规划系统。首先建立对地观测任务规划模型,探索面向卫星任务规划的离散粒子群算法,设计包括任务预处理、任务规划、计划生成的三段式卫星任务规划系统。然后对本次设计的系统进行模拟仿真,验证离散粒子群优化算法在本次卫星任务规划系统设计中的作用,设定不同组观测任务和接收窗口数量,采用穷举算法与离散粒子群算法,完成同组数据求解。最后发现,随着问题规模增加,本次设计系统的离散粒子群算法执行时间也随之增长,证明了该系统算法具有良好的可拓展性,可以有效解决大规模复杂度较高的卫星任务规划问题,为类似系统设计提供了参考依据。     

虚拟交通场景编辑平台开发

虚拟交通场景的构建是一项繁琐的工作。在此利用Creator创建基础道路交通场景,并利用Vega虚拟仿真平台,在Visual C^--集成环境下开发了虚拟交通场景编辑系统,用户能够根据自己的需要,自行创建虚拟交通道路、虚拟汽车、交通灯及树木等,利用键盘,可以控制一台虚拟汽车在虚拟交通场景中体验虚拟驾驶过程。     

基于马尔科夫决策过程的多传感器协同检测与跟踪调度方法

针对多任务场景下的传感器调度问题,该文提出一种面向目标协同检测与跟踪的多传感器调度方法。首先,该方法基于部分可观马尔科夫决策过程(POMDP)构建传感器调度模型,并基于后验克拉美-罗下界(PCRLB)设计优化目标函数。其次,考虑传感器切换时间和目标数目的时变性,采用随机分布粒子计算新生目标的检测概率,给出了固定目标数目和时变目标数目情形下的传感器调度方法。最后,为满足在线调度的实时性需求,采用自适应多种群协同差分进化(AMCDE)算法求解传感器调度方案。仿真结果表明,该方法能够有效应对多任务场景,实现多传感器资源的合理调度。     

基于dSPACE设计平台的过程控制系统

本文介绍了基于dSPACE设计平台的过程控制系统,阐述了dSPACE系统的框架、软硬件组成,并以水箱液位系统为研究对象,采用内模控制器为主调节器的双闭环串级控制,同时利用dsPACE的实时监测软件对实验过程进行了在线监测.结果表明,在该实时控制平台上,满足对液位的控制要求.     

一种多优先级变长调度星载IP交换机交换结构的设计

针对星载IP交换机中硬件资源使用受限的情况,设计实现了一种具有8个优先级、采用指针复制和变长分组调度机制的大容量共享存储交换结构,给出了电路的具体组成、关键调度算法和工作流程.使用Xilinx V4sx55 FPGA实现了完整的8×8交换结构,电路共占用了164K字节片上存储器资源和5982个4输入查找表,可以满足三模冗余设计要求.在系统工作主频为100MHz、片外采用SRAM、数据位宽为64的情况下,交换结构的峰值吞吐率可以达到1.6Gbps;片外采用133MHz DDR存储器、位宽为64时,交换结构的峰值吞吐率可以达到4.25Gbps;该交换单元进行多级扩展后,可以满足10Gbps以上的系统设计需求.     

卫星数传的交互式调度仿真平台

设计一种模块化结构的数传调度仿真平台,根据卫星数传调度的仿真需求,将仿真平台进行功能化模块构建,集成了航空航天仿真软件STK。使用XtremeToolKit界面库,使仿真结果以更美观的形式展现,同时增强了用户交互性。设计了一种稀疏矩阵调度算法,验证了仿真平台的可用性与可扩展性。     

基于 DSPC6678多核平台的实时任务调度架构设计分析

分析了数字信号处理器（DSP） C6678的多核模式,设计了一种基于C6678高速多核DSP硬件平台的实时任务调度软件架构,实现了实时任务调度。通过实际测试,整体设计满足了设计指标。     

基于SOA的遥感卫星任务规划框架设计

针对当前遥感卫星数量不断增加,规划任务和约束条件日趋复杂的应用现状,迫切需要建立更加灵活的卫星任务规划系统来优化安排遥感卫星资源的使用。为了满足遥感卫星规划过程中所特有的约束和需求,同时考虑系统的可扩展性,采用了先通过专家系统进行遥感卫星的工作模式推理,再基于解修正的遗传算法完成卫星资源的优化分配的两阶段机制,设计了基于SOA的遥感卫星任务规划系统（RS4BS）框架,并通过实例进行了实验及结果分析。研究表明,该框架设计能够有效地提高规划系统的灵活性和可扩展性,降低系统后续扩展的复杂度。     

基于贪婪算法的卫星地面站资源调度方法

卫星地面站系统资源调度问题是一个基于约束的组合优化问题,在任务时间、地面站可视时间以及各种资源之间连接匹配关系等约束条件下,以充分合理地利用有限资源,使其使用效益得到最大限度的发挥为目标,提出了一种解决该问题的基于贪婪思想的算法,并给出了实验示例对算法进行了仿真验证。实验数据表明,该算法有效提高了算法性能。     

一种基于FSA的网络安全评估模型

文中建立了一种基于有限状态机(Finite State Automata,FSA)的网络安全评估模型.根据网络安全模型所涉及的各种安全信息及其相关属性,用状态来表示攻防双方的安全形势;用状态迁移表征攻防双方各种行为所带来的安全形势变化;用状态转移图的形式直观地描绘出安全状态迁移过程.通过模拟攻击者入侵网络的过程和系统实现安全防御的过程,验证了该模型的有效性.     

流媒体调度仿真平台的系统模型设计

在流媒体调度研究中,利用仿真平台可以模拟用户行为和系统运行,从而比较不同调度策略的优劣。本文对3种主要用户行为进行了形式化描述,建立起其数学模型,并对构成仿真平台的几个主要组成模块分别进行了描述和讨论。