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陆基卫星测控调度问题建模及算法技术研究

作　者: 徐小辉
导　师: 邢文训
学　校: 清华大学
专　业: 数学
关键词: 陆基卫星测控调度可见弧段分支定界算法镜像分支算法
分类号: O224
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 23次
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内容摘要

陆基卫星测控资源调度问题研究的目的是通过一定的调度方法科学的分配有限的地面测控资源和最大化的完成卫星测控任务。陆基卫星测控资源调度问题是一类NP-hard问题，它属于带有强时间窗口约束的资源分配问题。该问题的研究具有非常重要的工程意义，它可以有效地提升地面测控设备对在轨卫星的支持能力，减少巨额的地面测控资源建设和卫星管理费用。本文对陆基卫星测控资源调度问题的模型和算法进行了分析和研究，主要的工作和贡献有：在模型研究方面，本文首先系统的分析了陆基卫星测控资源调度问题的各类约束条件及其优化目标。在参考以往测控调度问题模型的基础上，提出了面向可见弧段的测控调度模型。并在此基础上，通过减少约束条件，构建了卫星测控网测控能力评价模型，该模型的应用可以为航天系统上层设计提供参考依据。在算法研究方面，结合目前的工程实际需要及我国卫星在轨规模对问题的确定性算法进行了研究。综合分析了最大独立集的两类分支定界算法，在此基础上，提出了面向可见弧段测控调度模型的分支定界算法；通过对测控冲突产生的特点进行分析，提出了适合卫星测控网测控能力评价模型求解的镜像分支算法。在仿真计算方面，参考我国境内地面卫星测控网的布局情况及现有在轨运行卫星规模构建仿真实例。通过仿真计算，验证了本文提出算法的有效性和实用性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章引言  7-13
  1.1 陆基卫星测控资源调度问题及其研究意义  7-8
  1.2 陆基卫星测控资源调度问题研究现状  8-11
    1.2.1 建模技术研究现状  8-10
    1.2.2 算法研究现状  10-11
    1.2.3 存在的问题  11
  1.3 本文研究的主要内容和主要贡献  11-13
    1.3.1 本文主要内容  11-12
    1.3.2 本文的主要贡献  12-13
第2章陆基卫星测控资源调度问题建模技术研究  13-18
  2.1 本章引论  13-14
  2.2 面向任务的卫星调度模型  14-16
    2.2.1 卫星任务 0-1 整数规划模型  14-15
    2.2.2 MURRSP 的独立集表示  15-16
  2.3 面向可见弧段的卫星调度模型（MUWRSP）  16-18
    2.3.1 面向可见弧段的卫星任务调度模型  16-17
    2.3.2 测控网测控能力评估模型（SCNEP）  17-18
第3章陆基卫星测控资源调度问题算法研究  18-27
  3.1 贪婪算法  18-19
  3.2 最大独立集相关预备知识及算法  19-21
    3.2.1 一般分支算法  20
    3.2.2 镜像分支算法  20-21
  3.3 MUWRSP 的分支定界算法  21-22
  3.4 SCNEP 的分支定界算法  22-24
  3.5 适度指数近似算法  24-27
第4章仿真计算  27-30
  4.1 仿真实例  27-28
  4.2 实例计算  28-30
    4.2.1 MUWRSP 的分支定界算法仿真计算  28
    4.2.2 适度指数近似算法仿真计算  28-30
结语  30-31
参考文献  31-33
致谢  33-35
个人简历  35

陆基卫星测控调度问题建模及算法技术研究

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