多星分布式协同任务规划技术的研究与应用

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1、_中国科学院大学硕士学位论文多星分有式协同任务规划技术的研究与应闱作者姓名：宋楠指导教姉：镠青海副教授中国科学院大学工程管理与信息技术学院王博高工航天恒星科技有限公司学位类别：工程硕士学科专业：软件工程研究所：中国科学院大学工稃管理与信息技术学院二零一五年一月@中国科学院大学硕士学位论文多星分布式协同任务规划技术的研究与应用作者姓名：栄楠指导教师：缪青海副教授中国科学院大学工程管理与信息技术学院王博高工航天恒星科技有限公司学位类别：工程硕士学科专业：软件工程研究所：中国科学院大学工程管理与信息技术学院二零一五年一月

2、ResearchandApplicationforMulti-SatelliteCooperativeMissionPlanningTechnologyBySongNanADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSoftwareEngineeringCollegeofEngineeringandInformationTech

3、nologyUniversityofChineseAcademyofSciencesJanuary,2015中国科学院大学直属院系研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：曰期：中国科学院大学直属院系学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论

4、文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。涉密的学位论文在解密后适用本声明。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着我国航天事业的飞速发展，成像卫星已成为获取地面遥感数据的重要手段。但卫星只能按照固定轨道以周期性往返的方式绕地球飞行，受到卫星观测范围和机动能力限制，单颗卫星不能对指定区域进行持续观测，需要借助多星协同工作才能完成较大区域的观测任务。由于卫星的轨道参数及其观测范围不同，现有的区域分解方法

5、不能将指定观测区域有效的按不同卫星参数进行分解。另外，国内现有的军用、民用卫星隶属于不同的管理部门，如果进行全球资源普查等大范围的观测任务，分属于不用管理部门的卫星资源不能有效地进行统一调度和使用，资源利用率低。特别是，如果出现局部地区突发性自然灾害需要进行应急观测时，往往不能快速获取指定区域的完整遥感图像，从而影响救灾工作。针对上述情况，本文在总结国内外相关研究内容的基础上，针对多星分布式协同任务规划问题开展研究，主要工作及创新点如下：介绍了成像卫星的工作过程、相关的理论概念，分析并总结了卫星观测需求的处理流程和

6、卫星调度问题需要考虑的关键因素；针对多星协同任务规划中的难点，分析了现有区域拆分技术和多星任务规划系统的优点和缺点，并提出了相应的解决方案；为提高多星对指定区域进行联合观测的效能，设计了适用于不同卫星不同的观测幅宽的区域拆分和区域统计方法；为更有效地统一调度和使用隶属于不同管理部门的卫星资源，提高多星协同对地观测任务执行效率，设计了基于改进合同网协议的多星分布式协同任务规划架构，以及给出了在各环节中的优化策略；根据以上研究成果，开发了一套多星分布式协同任务规划系统，通过相应的应用测试，验证了整体设计方案和处理方法的

7、有效性。关键词：任务规划，协同规划，区域分解，合同网协议，分布式系统AbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentofChineseaerospaceindustry,imagingsatelliteshavebecomethemainmeasuretoacquirethegroundremotesensinginformation.Butsatellitescouldonlyflyaroundtheearthinthefixedorbitwithaperiodicroun

8、d-trip,whichlimitssatelliteobservationsrangeandmobilityandmakesasinglesatellitecannotcarryoutthecontinuousobservationofthedesignatedarea.ltneedsmulti-satellitesworktogethertocomple