成像侦察卫星调度是根据用户需求,合理分配卫星系统资源,充分发挥卫星系统的能力,以满足未来战争中日益增多的图像侦察需求。卫星工作的环境复杂多变,特别是在作战的情况下,各种干扰因素将会对卫星的状态产生影响,导致卫星不可用;同时用户的需求也将随着实际需要的变化而变化。这都将使得初始调度方案不能继续执行下去,因此需要在扰动发生后对初始调度方案进行必要的调整,并且从实际应用角度出发,调整后的方案与调整前的方案的差距要最小。 成像侦察卫星是一类观测卫星,而目前多颗成像侦察卫星动态调度问题不论是在国内还是国外都是一个新的课题。本文在对成像侦察卫星的工作原理和用户需求分析的基础上,基于动态约束满足理论和方法,建立了成像侦察卫星的初始调度模型,给出了初始模型的求解算法,并针对卫星状态变化和用户需求增加这两种动态变化情况,采用反应式重调度思想,建立了动态重调度模型,并分别给出了求解算法,最后给出了应用实例,说明了本文模型和算法的应用方法。本文的主要研究内容和创新成果如下: (1) 在分析成像侦察卫星的工作原理基础上,给出了成像侦察卫星调度中的主要约束条件,并且将成像侦察卫星调度分为预处理和优化两个阶段。其中预处理过程是根据用户需求来筛选卫星系统资源,确定每个观测任务的可选资源;优化过程是根据优化目标来确定哪些观测任务将安排执行以及为这些观测任务分配相应的卫星资源和执行时间。 (2) 分析了多成像侦察卫星动态调度问题特点及其主要类型,建立了动态调度的时序约束概念模型、面向资源的约束概念模型、面向任务的约束概念模型。这是本文的一个创新点。 (3) 在调度约束条件分析和一些基本假设的基础上,本文建立了多卫星初始调度约束模型,并给出了模型求解的贪婪算法。 (4) 针对卫星资源状态变化的情况,本文建立了多成像侦察卫星动态约束满足调度模型,并设计了模型求解的启发式搜索算法。这是本文的一个主要创新点。 (5) 针对新任务到达的情况,本文建立了包含新任务的多成像侦察卫星动态约束满足调度模型,并设计了模型求解的动态回溯算法和基于局部修改的递进规划算法。这是本文的一个主要创新点。 (6) 在调度模型及算法的研究基础上,文中设计了一个应用实例,说明了本文的模型