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多中心协同卫星任务规划平台关键技术研究
作 者: 于在亮
导 师: 李军
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 摄影测量与遥感
关键词: 多中心协同 协同任务规划 多Agent系统 工作流引擎 合同网协议 诚信机制 任务分配
分类号: V448
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
随着各个领域对空间信息依赖的日益加深,卫星中心单独进行任务规划已不能满足用户对遥感影像的需求,建立一个支持多卫星中心协同任务规划的平台,实现卫星成像活动的协同,最大程度满足用户需求,具有重大的理论与现实意义。多卫星中心在通过协同卫星任务规划平台开展协作,针对用户多种模式的观测需求进行任务规划,协商确定各中心的观测任务,进而获得协同观测任务方案。目前,多中心协同卫星任务规划平台的研究在国内外都是一个前沿课题。为此,本文在深入分析多中心协同卫星任务规划问题的基础上,提出了多中心协同卫星任务规划平台求解框架,分析了多中心协同规划业务管理的工作流技术,建立了任务分配模型并提出了协同规划任务分配求解的算法,利用论文相关技术,设计并实现了协同平台原型系统。本文的主要研究内容在于:1、在对多中心协同卫星任务规划问题研究分析的基础上,针对多中心分布式协同的应用环境,提出并构建了基于事件驱动的通信架构,采用多Agent思想对处于分布状态的卫星中心构建中心Agent模型,提出了动态分布式的组织结构,确定了卫星中心协作的关系。2、针对协同规划平台受理的多模式规划业务需求,分析多中心协同卫星任务规划工作流程,基于工作相关研究研究成果,构建了流程控制引擎,设计了流程控制引擎的功能、组成及运行流程,并结合平台规划业务对各模式的流程要求阐述了协同控制过程。3、提出了基于多Agent协商的任务分配方法,建立了任务分配的模型,对传统合同网进行改造,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法(MAAHAC),给出了协议的算法流程及各评价指标,并设计了仿真实验,验证了方法有效性和实用性,能够有效解决多中心协同规划任务分配问题。4、设计并实现了多中心协同卫星任务规划平台原型系统,给出了系统运行的外部接口关系及平台人机交互界面,验证了论文相关关键技术的有效性。
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全文目录
摘要 10-11 ABSTRACT 11-12 第一章 绪论 12-20 1.1 研究背景及意义 12-13 1.2 课题研究现状及分析 13-17 1.2.1 多卫星中心协作现状 13-14 1.2.2 资源协同规划相关理论国内外研究现状 14-16 1.2.3 平台规划业务管理技术国内外研究现状 16-17 1.2.4 现有研究的不足 17 1.3 论文的研究内容与组织结构 17-20 1.3.1 论文的研究内容 17-18 1.3.2 论文的组织结构 18-20 第二章 多中心协同卫星任务规划平台求解框架 20-32 2.1 多中心协同卫星任务规划问题分析 20-25 2.1.1 多中心协同卫星任务规划问题描述 20-23 2.1.2 多中心协同卫星任务规划平台设计 23-25 2.2 基于事件驱动的通信架构 25-28 2.2.1 协同规划平台通信环境分析 25-26 2.2.2 消息组成及通信机制 26-28 2.3 中心Agent 模型设计 28-30 2.3.1 中心Agent 设计概述 28 2.3.2 中心Agent 组织结构 28-29 2.3.3 中心Agent 模型框架 29-30 2.4 本章小结 30-32 第三章 多中心协同卫星任务规划平台工作流技术 32-52 3.1 任务规划业务需求分析 32-43 3.1.1 常规模式的协同卫星任务规划 33-37 3.1.2 应急模式的协同卫星任务规划 37-39 3.1.3 实时模式的协同卫星任务规划 39-42 3.1.4 协同卫星任务规划模式区别 42-43 3.2 协同平台工作流设计 43-45 3.2.1 平台协同规划工作流程分析 43-44 3.2.2 多中心协同卫星任务规划工作流设计 44-45 3.3 协同平台流程控制引擎设计 45-49 3.3.1 流程控制引擎的功能及组成 45-48 3.3.2 流程控制引擎运行流程 48-49 3.4 多中心协同卫星任务规划平台协同控制 49-51 3.5 本章小结 51-52 第四章 多中心协同任务分配技术 52-70 4.1 基于多Agent 协商的任务分配方法 52-54 4.1.1 基于多Agent 协商的任务分配方法的适用性 52-53 4.1.2 观测任务形式化描述 53-54 4.2 基于多Agent 协商的任务分配模型 54-56 4.3 基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法 56-64 4.3.1 传统合同网协议 56-57 4.3.2 基于诚信机制的可解约合同网协议 57-61 4.3.3 招标策略 61-63 4.3.4 评标规则 63 4.3.5 投标规则 63-64 4.4 多中心协同卫星规划任务分配 64-65 4.5 实验及分析 65-69 4.5.1 实验环境与数据 65-66 4.5.2 实验结果与分析 66-69 4.6 本章小结 69-70 第五章 多中心协同卫星任务规划平台实现 70-74 5.1 平台外部接口关系 70 5.2 平台实现 70-73 5.2.1 多中心协同卫星任务规划平台工作界面 70-71 5.2.2 规划需求信息显示 71-72 5.2.3 可行性分析结果信息显示 72 5.2.4 规划任务协商信息显示 72-73 5.3 本章小结 73-74 第六章 总结与展望 74-76 6.1 主要研究成果 74-75 6.2 进一步的研究方向 75-76 致谢 76-77 参考文献 77-81 作者在硕士学位期间取得的学术成果 81
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中图分类: > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 制导与控制
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