基于多阶段决策的侦察卫星任务规划研究

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1、30航天电子对抗第30卷第6期0引言基于多阶段决策的侦察卫星任务规划研究*乔熔岩，赵新国(解放军装备学院，北京101416)摘要：为解决侦察卫星任务规划中合理分配任务和避免信息传输冲突的问题，建立了基于多阶段决策的侦察卫星任务规划模型，包括任务分配模型和传输调度模型，并根据运筹学的基本原理，给出了求解模型的基本方法，从求解结果来看，该模型具有一定的理论与应用价值。关键词：多阶段决策；侦察卫星；任务规划中图分类号：TN971+．5；V474．2+7文献标识码：AResearchonmissionplanningforreconnaissancesatellite

2、basedOnmulti—stagedecisiOnQiaoRongyan，ZhaoXinguo(TheAcademyofEquipmentofPLA，Beijing101416，China)A_bSt随ct：Inordertos01vetheproblemsoftaskallocatbnrationalizationandinformationtransmissionconflictinthereconnaissancesatellitemissionplanning，themissionplanningmodelbasedonmulti—stagedeci

3、sionisestablished，namelythetaskanocationmodelandtransmissionschedulingmodel．Andaccordingtothebasicprincipleofoperationalresearch，thes01vingmethodsofthemodelarepresented．Theresultsshowthatthemodelhasacertaintheoreticalandapplicationvalue．Keywords：multi—stagedecision；reconnaissancesat

4、ellite；missionplanning侦察卫星是利用光电遥感器或无线电设备等侦察传感设备，从轨道上对目标实施侦察、监测或跟踪，通过搜索地面、海洋或空中来获取军事情报的人造地球卫星[1]。侦察卫星的任务规划主要涉及两个问题：一是任务分配问题，即如何把任务科学合理地分配给卫星，以最大化满足用户的需求；二是传输调度问题，即如何调配地面接收站和卫星传输信息的时间，以满足各个卫星在互不冲突的时间窗口内，传输所获得的目标信息。目前任务规划模型主要包括：1)Gabrel[23等人提出的基于图论的模型，将侦察卫星的任务排列转换为一个加权有向无环图，求解的目标是寻找一条最

5、大化完成任务的路径，该模型的缺点在于无法体现完成任务所需的其他约束条件，而且模型只适用于单颗卫星；*基金项目：国家社会科学基金军事学项目(13GJ003—124)收稿日期：2014—09—20；2014—11一07修回。作者简介：乔熔岩(1983一)，男，博士研究生。主要研究方向为航天指挥理论研究。2)Vasquez[3]等人提出的背包模型，该模型的缺点是不能描述复杂任务的约束条件，而且也只适用于单颗卫星；3)Bensana[43等人建立的更一般的线性整数规划，该模型能够描述完成任务的各个约束，但求解效率会因约束太多而降低；4)Venfaillie[51等人提

6、出的加权约束模型，该模型可用更自然的语言来描述约束，建立过程较为直观，但当问题较大时，求解效率较低；5)Damiani[6]等人提出的有限阶段序贯决策模型，该模型可以考虑到一些影响局部赢得的不确定因素，但对于某些复杂约束，其求解效率将成指数速度下降；6)Chien[7]等人建立的状态与活动模型，该模型可以描述超出观察活动以外的所有可能的活动，但模型没有很好的优化功能。上述的这些模型大多都适用于单星，其中的一些模型只涉及了任务分配阶段的规划，没有专门对传输调度阶段进行建模；还有一些模型将多个过程都建立在一个模型里，造成约束条件较多，目标决策过于复杂，影响了求解的

7、效率。为解决上述问题，本文将结合侦察卫星的特点，根据任务规划不同阶段的目标决策，建立基于多阶段决策的侦察卫星任务规划模型。2014(6)乔熔岩，等：基于多阶段决策的侦察卫星任务规划研究311侦察卫星的工作特点侦察卫星具有以下特点：第一，轨道相对固定；第二，存储比表1对应表较有限；第三，需要时间转换[8](即卫星在连续执行两个以上任务时，需要有一定的时间转换，否则卫星只能完成其中一个任务)。除此之外，侦察卫星还具有数量有限、成本较高的特点，所以在规划任务时，应充分利用卫星资源，使其尽量兼顾多个任务，以弥补供需的不足。通常卫星要靠太阳能供电，其存储电池可提供应急所

8、需的能量，所以本文在建立模型时，将假设