[发明专利]基于遗传算法的成像卫星调度方法和系统

权利要求书

1.一种基于遗传算法的成像卫星调度方法，其特征在于，所述方法有计算机执行，包括以下步骤：

S1、获取卫星资源和卫星任务；

S2、基于所述卫星资源和所述卫星任务获取卫星任务观测收益和卫星任务优先级；

S3、基于所述卫星任务观测收益和所述卫星任务优先级设定目标函数，并设定约束条件；

S4、基于所述目标函数和所述约束条件构建卫星任务观测模型；

S5、对所述卫星任务观测模型求取初始解，并将所述初始解作为卫星任务种群；

S6、基于预设的遗传算法对所述卫星任务种群求取最优解，得到卫星任务调度方案；

所述目标函数为：

其中：

e_i表示第i个卫星任务的观测收益；

o_i表示第i个卫星任务是否被安排观测，当o_i＝1时，第i个卫星被安排观测，当o_i＝0时，第i个卫星不被安排观测；

所述约束条件至少包括以下一项：

Tb≤TbWin_lg≤TeWin_lg≤Te

TbWin_lg≤Ob≤Oe≤TeWin_lg

T_ope+T_clo+T_sle≤TbWin_ki-TeWin_lg

Time_max≥Time_ope

其中：

TbWin_lg表示第l个任务的第g个窗口Win_lg的开始时间；

TeWin_lg表示第l个任务的第g个窗口Win_lg的结束时间；

TbWin_ki表示第k个任务的第i个窗口Win_ki的开始时间；

[Tb,Te]表示第l个任务的调度时间窗；

[Ob,Oe]表示第l个任务的观测活动时间窗；

T_ope表示卫星sat_s的开机稳定时间；

T_clo表示卫星sat_s的关机稳定时间；

T_sle表示卫星sat_s的侧摆时间；

Time_ope表示卫星的开机工作时间；

Time_max表示卫星的最大工作时间；

表示卫星sat_s的当前剩余容量；

表示将第l个任务添加到卫星sat_s所用的容量。

步骤S6具体包括以下步骤：

S601、初始化遗传算法参数，构建禁忌表；

S602、基于实数排列编码方法对所述卫星任务种群进行编码处理；

S603、基于预设的适应度函数对编码后的卫星任务种群个体求取适应度值，并根据所述适应度值更新禁忌表；

S604、依次对种群个体进行一次变异操作、交叉操作、二次变异操作和选择操作，得到任务观测序列；

S605、判断此时是否达到迭代终止条件，若是，则跳转到S606；若否，则跳转到S603；

S606、输出最优解，作为卫星任务调度方案；

在S603中，所述预设的适应度函数为：

其中：

f_l为任务t_l的优先级；

T_t为任务t_l的所需时间；

C_t为任务t_l占用卫星容量；

W_t为任务t_l的可用时间窗的数目；

e_l为任务t_l的观测收益；

α、β和γ为权重参数，且