卫星数传调度模型研究

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1、国防科技大学学报第29卷第6期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECI-矾OLOGY文章编号：1001—2486(2007)06—0121—05卫星数传调度模型研究‘李云峰，陈祥国，武小悦(国防科技大学信息系统与管理学院，湖南长沙4100"／3)摘要：卫星数传调度问题是一个具有多时间窗口、多资源约束的优化问题。针对该问题，建立了卫星数传需求模型、任务模型和调度模型。在建模过程中，采用了框架模型形式，把问题中的主要约束封闭于每个数传任务中，这在降低调度模型复杂度的同时，

2、也降低了调度算法设计难度。还提出了调度算法设计思想，并设计了一基于灵活度的调度算法。仿真表明，所建立的模型及算法对解决卫星数传调度问题是可行的。关键词：卫星；地面站；卫星数传调度问题；模型；调度算法中图分类号：TPl8文献标识码：AResearchontheModelofSatelliteDataTransmissionSchedulingLIYun-fong，CHENXiang-guo，WUXiao-yue(CollegeofInformationSystemandManagement，NationalU

3、niv．ofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Absntract：Theproblemofsatellitedatatransmissionisanoptimizationproblem“tllmulti·timewindowsandmulti-resoLu：℃esconstrains．InviewoftheconstructssatellitedatatransmissionruxIuestmodel，taskmodelandschedulingmodel．In

4、problem，thepapertheprocessofconstructingmodels，thestyleoffranlemodelisadopted，whilealltheconstrainsareputintoeverydatatraILcmissiontask．Thisnotonlyreducesthecomplexityofschedulingmodel，butalsoreducesthedifficultyofdesigningschedulingalgorithm．Inaddition，th

5、ispaperalsopresentstheideaofdesigningschedulingalgorithm，anddesignsaflexibilitybasedschednlmgalgorithm．Resultsfromsimulationshowthatthemodelandalgorithmarefeasibleforsolvingthesatellitedatatrans埘ssionschedulingproblem．Keywords：smemte；groundstation；satellit

6、edatatransmissionschedulingproblem；model；schedulingalgorithm卫星数传是指当卫星经过地面站上空时，通过星一地链路把星载数据传递到地面站的过程。卫星数传必须满足两个基本条件：一是卫星天线与同频段的地面站天线“可见”；二是地面站天线“空闲”。卫星天线与地面站天线只有同频段且“可见”才有可能建立链路，地面站天线只有“空闲”才有机会接收卫星发送的数据，这是卫星数传必须满足的两个“硬”约束。卫星数传通常是卫星用户提出数传需求，由专门的机构负责安排相应地面站天线

7、在相应时间内接收数据。当数传需求较多，而地面站天线数量又不能完全满足需求时，就需要对这些数传需求进行调度，以传递尽可能多的星载数据。这就是卫星数传调度问题，也就是如何为卫星数传需求分配地面站天线及数传时间以尽可能满足这些需求的问题。在实际应用过程中，为了研究方便，通常把一颗卫星的一次数传视为一个数传任务(简称任务)。因此，卫星数传调度问题就转化为如何执行每一个卫星数传任务的问题。卫星数传调度问题是一类具有多时间窗口、多资源约束的优化问题。如何建立该问题模型，建立何种模型是研究该问题首要解决的问题。在20世纪

8、90年代，国内外不少学者就展开了该问题或类似问题的研究，美国AFlT(AirForceInstituteofTechnology)的Gooley⋯在研究AFSCN低、中高轨卫星调度问题时，建立了MIP(MixedIntegerPmgramming)模型。wo№拉1在研究卫星对地观测调度问题时，建立了WCP(Window．constrainedPacking)模型oFrank等旧“1对此类问题建立了CBI(Cons