基于逻辑推理的多星综合任务规划技术研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yongzhujushi
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随着我国航天遥感事业的发展,在轨运行的遥感卫星和载荷数量不断增多、性能不断提高,为了充分利用卫星资源,尽可能的满足用户成像需求,迫切需要卫星地面系统进行多星综合任务规划。多星综合任务规划面向多星、多数传资源和多用户需求,在满足系统资源使用的约束条件下,充分考虑系统资源的特性,合理消解多星数据获取和多星数据下传冲突,获得成像任务和数传任务方案,实现星地资源的高效利用,最大程度的满足用户成像需求。  本文针对多星综合任务规划的应用需求和设计约束,开展了基于逻辑推理的多星综合任务规划技术研究工作,主要的研究工作及创新点如下:  (1)在深入研究多星综合任务规划问题和规划框架的基础上,采用逻辑推理和分层式框架,设计了包含用户成像需求智能化获取、载荷队列动态排序、逻辑推理任务规划等研究内容的多星综合任务规划的总体方案。  (2)针对现有的用户成像需求输入方式在多星综合任务规划应用中的不足,创新性地提出了一种基于本体和规则推理的用户成像需求获取方式。通过引入知识工程领域的本体技术,构建了卫星成像需求转换本体,同时利用本体和规则的逻辑推理实现了卫星成像需求转换过程,并在此基础上实现了用户成像需求的智能化获取。  (3)在分层式规划框架的基础上,针对多个载荷均可满足同一用户成像需求的情况,提出了一种综合考虑用户倾向和资源利用均衡度的载荷队列动态排序方法,有效的利用了多星系统成像资源的优势,在优化系统成像资源均衡利用的同时,提升了用户成像需求的满足度。  (4)针对逻辑推理的需要,研究了推理事实和规则的表示方式。根据约束检测的顺序,提出了一种规则前置的推理控制策略,有效的避免了推理搜索空间组合爆炸的情况,优化了推理效率。在考虑星间链路数传规划的同时,设计了一种基于优先级的数传标记及更新策略,有效的利用了多链路数传资源的优势。  基于上述研究内容,设计并实现了基于逻辑推理的多星综合任务规划原型系统。该系统可根据用户输入的遥感应用类型自行推理出所有适用的载荷,用户对载荷队列进行选择并确定初始规划顺序后,即可生成面向多星综合任务规划的用户成像需求,有效的降低了多星遥感应用的门槛。在规划过程中动态调整载荷队列的规划顺序,并利用规则前置的推理控制策略推理得到最终的多星综合任务规划方案,有效的保证了规划求解的速度和效果。
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