应用于卫星自主任务调度的改进遗传算法

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1、中国空间科学技术Dec．252016V01．36No。647_54ChineseSpaceScienceandTechnologyISSN1000-758XCN11-1859／Vhttp：?fzgkj．cast．cnDOI：10．16708／j．cnki．1000-758X．2016．0064应用于卫星自主任务调度的改进遗传算法赵萍。陈志明。南京航空航天大学航天学院，南京210016摘要：针对具有侧摆能力的对地观测卫星的自主任务调度问题，对卫星自主任务调度问题和约束条件进行了描述，针对卫星自主任务调度NP—hard的特点，构建了基于目标

2、收益及多约束卫星任务调度模型。设计了一种改进的遗传算法，从遗传操作的各个部分进行算法优化。首先将小区闯法应用于初始种群生成，保证了种群的多样性，并且交叉和变异算子均引入自适应概率；同时采用两代竞争技术来避免“早熟”现象，提高算法的效率和鲁棒性。算法还采用最优保留策略用来保存进化中的最优解，使得算法收敛于全局最优。对局部多冲突观测任务应用该改进遗传算法，并针对区域密集目标的观测问题设计了仿真试验，与传统模拟退火算法及免疫蚁群遗传混合算法进行了比较，验证了该算法的有效性和收敛效果。关键词：对地观测卫星；卫星侧摆角；自主任务调度；建模；改进遗

3、传算法；自适应概率中图分类号：TP301．6文献标识码：AAnadaptedgeneticalgorithmappliedtosatelliteautonomoustaskschedulingZHAOPing，CHENZhiming+CollegeofAstronautics，NamingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，ChinaAbstract：Aimingatsolvingtheproblemofautonomoustaskschedulingofearthobs

4、ervingsatelliteswiththeabilityofswinging，satelliteautonomoustaskschedulingproblemandconstraintsweredescribed．Asingle-objectivemulti．constraintsmodelwasbuiltaccordingtotheNP．hardcharacterofsatelliteautonomoustaskschedulingproblem．Anadaptedgeneticalgorithmwasdesigned．Allof

5、thegeneticoperationsofgeneticalgorithmswereoptimized．Firstly，mini—regionmethodwasappliedtogenerateoftheoriginalpopulationtoensurethediversityofpopulation．Adaptiveprobabiitieswereusedforcrossoverandmutationoperation．Twogenerationscompetitivetechnologywasusedtoavoidtheprem

6、atureand收稿日期：2016-05～04；修回日期：2016-07—13；录用日期：2016一08—22；网络出版时间：2016—12—1611：29：09网络出版地址：http：∥www．cnki．net／kcms／detail／11_1859．V．20161216．1129．006．html基金项目：国家自然科学基金(61403197)；江苏省自然科学基金(BK20130816／BK20140830)作者简介：赵萍(1991一)，女，硕士研究生，zhaoping—nuaa@163．com，研究方向为编队卫星在轨自主任务规划*通

7、讯作者：陈志明(1984一)，男，讲师，lchenzhiming@nusxa．edu．cnl，研究方向为分布式卫星测控技术、星载计算机设计管理；l甩格式：赵萍，陈志明．应幂于卫星自主任务调度的改进遗传算法沙]．中国空闯科学技术，2016，36{5)：47-54，ZHA0P，CHENZM．Anadaptedgeneticalgorithmappliedtosatelliteautonomoustaskscheduling口lChineseSpaceScienceandTechnology．2016．36似)：47-54(抽Chz勿ese)

8、．中国空间科学技术Dec．252016V01．36No．6improvetheefficiencyandtherobustnessofthealgorithm．Thealgorithmalsousesthe