基于STK的卫星系统设计优化研究

随着小卫星技术的发展，卫星系统的结构和功能也越来越复杂。为了降低卫星系统的造价，提高卫星系统的性能，需要对卫星系统进行设计优化。该文针对目前通用设计软件的不足，提出在STK和ModelCenter的基础上。开发卫星系统设计优化平台，详细阐述了基于STK仿真环境的卫星系统设计优化过程。为实现卫星系统的设计优化，应在任务分析的基础上定义STK场景，确定卫星系统的性能评价指标和设计变量，对设计变量进行敏感性分析，选择关键的设计变最，确定优化目标函数和约束条件并进行优化求解。最后给出了一个卫星系统设计优化的应用实例。     

Kriging代理模型在对地观测卫星系统优化中的应用

结构优化是对地观测卫星系统(Earth observation satellite system,EOSS)性能提高的关键,但其覆盖性能难以解析计算.为实现EOSS优化,提出了仿真优化的求解思路:构建Kriging代理模型对仿真数据进行拟合,采用代理模型最优和最大化期望提高相结合的机制选择更新点,并定义单位距离的函数改进对更新点进行过滤;提出了改进广义模式搜索算法求解代理模型,搜索步采用遗传算法和序列二次规划算法实现,筛选步采用不完全动态筛选.最后,通过仿真实例和对比实验验证了本文方法的有效性.     

成像卫星星地联合成像调度

成像卫星星地联合调度问题,涉及调度对象众多,约束条件复杂,需要考虑任务的观测、回传2个过程,是一个具有两层时间窗口约束的双层优化问题,统一建模困难。根据问题的特点,采用基于阶段优化的方式,降低了问题的复杂性。把问题分为观测调度阶段和数据回传调度阶段,分别给出了优化目标和约束条件,建立了基于阶段优化的成像卫星星地联合调度模型,实现了从任务观测到数据回传的全过程调度。仿真实例表明,该方法能够有效解决多星多站的协同任务调度问题。     

多星侦察移动目标：一种基于潜在区域的求解策略

针对面向移动目标侦察的多星联合调度,提出了一种新颖的求解策略:将移动目标问题转变为区域目标问题,即在多星联合侦察的框架内利用电子侦察引导信息构建移动目标的潜在区域,基于约束满足问题(CSP)描述方法以最大覆盖率为目标建立了面向潜在区域目标的多星联合调度模型,并提出了相应的禁忌搜索算法。通过基于潜在区域的求解策略,可以优化星载遥感器的侦察方案,指导移动目标侦察任务的执行。     

高分对地观测系统通用任务规划框架设计

为了将高分对地观测系统的观测任务分配到卫星和地面站资源上,并满足任务的逻辑、时间和资源约束,设计了一种通用任务规划框架.该框架的核心是分离式资源模板、分层任务模板和通用决策引擎.针对多类型资源定义了分离式资源模板,实例化资源组件映射对地观测系统的各功能结构,以资源组件的组合方式构成对地观测系统的通用描述;针对复杂任务模式定义分层任务模板,将复杂任务分解为带有因果约束的活动网络;针对资源和任务的通用描述设计通用求解引擎,将复杂决策分解为人机结合的决策过程,以最大化满足用户需求.介绍了通用任务规划的框架设计,并通过应用实例说明了该框架对问题的描述和求解过程.     

卫星任务调度系统的设计与实现

论文给出了一个卫星任务调度系统的总体结构及其功能,讨论了该系统实现过程中的任务描述、调度引擎、卫星时间窗口的仿真计算、调度结果的可视化展现等关键技术,归纳了系统的特点,并总结了今后系统的研究方向。     

卫星观测任务数据的XML描述

将XML技术用于描述卫星观测任务数据库,特别是用XML模式描述了任务的数据结构和数据内容,同时强调了数据语义的体现。目的是实现卫星观测数据的标准化,方便未来跨领域、跨平台卫星观测任务的统筹规划和执行。     

卫星任务规划系统时间窗口模块的设计与实现

设计并实现了卫星任务规划系统的时间窗口模块。通过数据接口设置任务的约束要求，利用STK(Satellite Tool Kit)的时间窗口计算能力，计算卫星传感器对于地面目标的可用时间窗口，以简化资源调度模块的求解过程。对于没有可用时间窗口的任务，时间窗口模块能分析时间窗口分配失败的原因，用户可以根据失败原因来分析卫星系统的动态能力。     

多观测卫星任务调度系统的设计与实现

随着卫星应用技术的飞速发展,对地观测卫星在减灾防灾、环境保护和军事等领域的应用也更加广泛.该文在卫星仿真工具包(STK)的基础上设计并实现了多观测卫星任务调度系统,描述了系统的结构和功能,重点介绍了任务描述、调度引擎等重要模块的设计方法和实现过程,并用甘特图等方式实现了系统的结果展现,取得了良好的效果,最后对系统的特点和发展方向做出了总结和展望.     

卫星全球普查任务调度系统的设计与实现

卫星全球普查任务是指利用星载遥感设备,周期性地对全球表面进行覆盖监测和数据采集。论文针对卫星全球普查任务需求的特点和卫星资源能力,建立了卫星全球普查任务调度系统。卫星全球普查任务调度系统主要包括想定管理模块、资源管理模块、场景管理模块、调度模块与仿真评估模块等功能模块,文中重点分析了系统核心的场景管理模块、调度模块与仿真评估模块的实现。