[發(fā)明專利]測控數(shù)傳資源一體化的衛(wèi)星地面站資源規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110792388.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113256184B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳浩;孫剛;杜春;彭雙;伍江江;熊偉;李軍;吳燁;鐘志農(nóng);陳犖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F16/245;G06N3/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.測控數(shù)傳資源一體化的衛(wèi)星地面站資源規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

獲取可見時間窗口集、待規(guī)劃測控任務(wù)集、待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集以及任務(wù)聚集區(qū)間；其中，所述待規(guī)劃測控任務(wù)集中包括各衛(wèi)星的待規(guī)劃測控任務(wù)，所述待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集包括各衛(wèi)星的待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)；

根據(jù)所述待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集與待規(guī)劃測控任務(wù)集中屬于同一衛(wèi)星的任務(wù)進(jìn)行匹配，并以所述待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集為參考，將所述待規(guī)劃測控任務(wù)集劃分為匹配集以及非匹配集；

根據(jù)所述可見時間窗口集、待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集、匹配集以及非匹配集基于預(yù)設(shè)的編碼策略構(gòu)建預(yù)設(shè)數(shù)量的多個個體編碼對，并將多個所述個體編碼對作為初始種群，具體包括：

所述可見時間窗口集中包括各衛(wèi)星可執(zhí)行任務(wù)的一個或多個時間窗口，且各所述時間窗口還帶有在該時間窗口與衛(wèi)星連接的天線信息；

根據(jù)所述待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集、匹配集以及非匹配集與可見時間窗口之間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系構(gòu)建所述個體編碼對；

其中，對所述待規(guī)劃數(shù)傳任務(wù)集與匹配集進(jìn)行關(guān)聯(lián)編碼得到關(guān)聯(lián)編碼對，而對非匹配集進(jìn)行單獨編碼得到單一編碼，根據(jù)所述關(guān)聯(lián)編碼對以及單一編碼得到所述個體編碼對；

根據(jù)所述可見時間窗口集以及任務(wù)聚集區(qū)間對所述初始種群進(jìn)行預(yù)設(shè)次數(shù)的迭代計算，得到末代種群，根據(jù)所述末代種群中的各個體編碼對基于切比雪夫距離的膝點定義方法進(jìn)行計算得到末代膝點，并根據(jù)所述末代膝點從末代種群中選取符合預(yù)設(shè)優(yōu)化目標(biāo)的一個個體編碼對，并根據(jù)該個體編碼對解碼得到的規(guī)劃結(jié)果對衛(wèi)星地面站資源進(jìn)行規(guī)劃；

其中，所述基于切比雪夫距離的膝點定義方法包括：

如公式(1)、(2)、(3)、(4)所示：

(1)

(2)

(3)

(4)

公式(1)定義了Pareto Front的理想點，即Pareto Front中各優(yōu)化目標(biāo)上的最小值構(gòu)成的向量；

公式(2)定義了Pareto Front的最低點，即Pareto Front中各優(yōu)化目標(biāo)上的最大值構(gòu)成的向量；

公式(3)定義了Pareto Front在第個維度上最大值與最小值的差值；

公式(4)定義了基于切比雪夫距離的膝點，其中、表示、在歸一化空間中對應(yīng)的向量，公式的物理含義：比較Pareto Front中所有解向量與理想點在各優(yōu)化目標(biāo)上的歸一化性能提升，定義能夠使得歸一化性能提升最大值最小化的解向量為基于切比雪夫距離的膝點，記為；與相比，的性能提升不偏向于任一優(yōu)化目標(biāo)，具有最佳的性能折衷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星地面站資源規(guī)劃方法，其特征在于，在每次迭代計算中：

對所述初始種群或?qū)ι弦淮蔚玫降男路N群根據(jù)所述可見時間窗口集以及任務(wù)聚集區(qū)間依次進(jìn)行交叉及變異算法、負(fù)載均衡算法、任務(wù)集聚算法以及迭代修改沖突消解算法得到中間種群；

根據(jù)多個優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)對所述中間種群中各個體編碼對進(jìn)行評估，相應(yīng)得到各個體編碼對的多個評估值；

根據(jù)各個體編碼對的多個評估值基于切比雪夫距離的膝點定義方法進(jìn)行計算得到該次迭代計算的膝點；

將所述中間種群與初始種群或?qū)ι弦淮蔚玫降男路N群進(jìn)行合并得到合并種群，并以該次迭代計算得到膝點為參考在合并種群中選取預(yù)設(shè)數(shù)量個個體編碼對作為這一次迭代得到的新種群；

其中，所述迭代修改沖突消解算法是指：對所述初始種群或?qū)ι弦淮蔚玫降男路N群根據(jù)所述可見時間窗口集依次進(jìn)行交叉及變異算法、負(fù)載均衡算法以及任務(wù)集聚算法后，再根據(jù)天線能力約束、衛(wèi)星能力約束以及任務(wù)切換約束對進(jìn)行所述任務(wù)聚集算法后的種群中各個體編碼對進(jìn)行調(diào)整對應(yīng)得到新的個體編碼對，并將各新的個體編碼對作為所述中間種群。