基于ＧＲＡＳＰ算法的多成像卫星协同观测调度

2013年01月04日14:40:31 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

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陈英武，孙　凯，陈　成，贺仁杰
国防科学技术大学信息系统与管理学院，湖南长沙

摘　　　要：针对摘要多成像卫星协同观测调度问题，具有观测任务的时间窗口、卫星存储及能量等约束，是一个ＮＰ难的组合优化问题。建立了多成像卫星协同观测调度模型，采用贪婪随机自适应搜索算法（ＧＲＡＳＰ）对问题模型进行求解，并且对基本的ＧＲＡＳＰ算法做出了一定的改进，在其初始解的构造阶段设计了定长受限候选列表和变长受限候选列表两种策略，在邻域搜索阶段结合模拟退火算法来搜索更好的解。仿真实例表明，该算法在解决成像卫星任务调度问题时是有效的。

关　键　词：成像卫星；协同观测；调度；ＧＲＡＳＰ

１　引　言
成像卫星对地观测具有覆盖地域广、持续时间长、不受空域和国界限制、不涉及使用人员的生命安全等独特优势，在现代社会中扮演了越来越重要的角色。多成像卫星协同调度问题属于ＮＰ难组合优化问题，现有研究大都采用启发式近似算法来求解问题，如禁忌搜索［１］，模拟退火［２］，蚁群算法［３］，遗传算法［４］等。本文针对多星协同观测的特点，在综合考虑了问题的观测、存储和能量约束等环节的基础上，确定了模型的各种参数及变量，给出了优化目标和约束条件，建立了多成像卫星协同观测调度问题模型。采用ＧＲＡＳＰ（ＧｒｅｅｄｙＲａｎｄｏｍｉｚｅｄＡｄａｐｔｉｖｅＳｅａｒｃｈＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）［５］算法对模型进行了求解，并对基本的ＧＲＡＳＰ算法做出了改进，在初始解的构造阶段采用定长的受限候选列表和变长受限候选列表的两种策略来构造问题的初始解，在其邻域搜索阶段采用模拟退火算法以求得较优的解。大量仿真实例验证了该方法的有效性。

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