基于MapX的多星协同对区域目标观测的预处理方法

预处理是多星协同对区域目标观测调度过程的一个重要组成部分,为建模与求解提供若干备选的元任务,其核心内容是区域目标分解和时间窗口计算.根据卫星轨道特征和星载遥感器的观测能力,提出了卫星对区域目标观测的动态分解方法.通过分析卫星观测范围与区域目标的空间几何关系,提出了卫星对区域目标观测的时间窗口计算方法.算例表明,基于卫星观测能力的区域目标动态分解方法能够提高多星协同观测效率,实验结果验证了基于MapX的时间窗口计算方法的有效性.     

考虑发射失败的多中心多卫星发射任务协同规划方法

在中国未来卫星发射需求急剧增加和卫星发射中心发射能力有限的情况下,为多颗卫星协调发射中心和发射时间变得日趋困难。为解决大量卫星发射任务的协同规划问题,以发射成本最少、发射失败概率最低为优化目标,建立了多中心多卫星发射任务协同优化的多目标混合整数规划模型。基于非支配排序的多目标优化算法(non-dominated sorting genetic algorithm II, NSGA II)框架,设计了求解模型的多目标进化算法,提出了发射中心选择的整数编码方案,给出了基于启发式搜索的发射时间规划解码算法,并设计了染色体质量检查与修正算法。基于中国现有的4个卫星发射中心和可能面临的6类发射任务,设计了包含10颗卫星发射任务的小规模案例和30颗卫星发射任务的大规模案例,对模型和算法进行了仿真验证。实验结果表明该方法能有效解决多中心多发射任务协同规划问题。     

面向应急成像观测任务的多星协同调度方法

针对应急条件下的成像观测任务,设计了多星协同调度框架,将多星协同调度问题分解为任务排序主问题和资源匹配子问题。分析了多星协同调度中的主要约束条件,以任务收益为优化目标构建问题的约束满足模型,并应用改进粒子群优化算法进行求解。详细介绍了算法中的编码、解码、移动、变异等操作,给出算法时间复杂度的计算公式。通过仿真实验,对算法的有效性进行了验证。     

基于MAO的复杂多卫星系统整体建模与仿真方法

面向智能化自主协同运行的复杂多卫星对地观测系统的总体效能求解和优化设计，阐述了建模的基本思路，指出应构建分解结构描述水平的混合异构层次化的系统多学科整体同构模型。分析了面向对象的建模与仿真方法对此提供的支持机制及其局限性，以及基于多Agent的建模与仿真方法的优良特性，给出了基于MAO（Multi-Agent/Object）的复杂多卫星系统整体建模、仿真与优化方法的总体框架。     

基于区块链的多无人机协同任务分配方法研究

针对多无人机系统自主协同控制缺少统一的底层技术平台和面临的单点失效、信息安全威胁等问题,提出了基于区块链技术构建协同任务规划平台的方法。以多无人机协同任务分配问题为研究对象,将合同网任务分配算法描述为智能合约,应用区块链共识算法实现系统共识,设计出一种安全高效在线实时任务分配方法。采用Hyperledger Fabric开源软件搭建了仿真实验验证系统,并以典型的海洋常规潜艇搜捕应用场景进行了仿真验证,实验结果证实了该方法的可行性和优越性。     

多目标水资源系统自优化模拟实时调度模型研究

本文应用系统工程理论与方法,结合南水北计中线工程,建立了复杂水资源系统的大系统多目标宰优化调度模型。     

卫星导航系统星地协同运行模式及可靠性研究

随着各类用户对卫星导航系统服务需求的不断提升,各大卫星导航系统逐步将关注点由系统研制建设转移至了系统及产品可靠性、维修性、保障性等服务可靠性方面.为实现系统研制建设及运行维护阶段的风险管理与评估,本文围绕地面主备运行控制、锚固支持和星座自主运行三种大系统运行模式,系统地分析了各种模式下的系统可靠性研究方法.同时,结合蒙特卡罗、马尔可夫链、贝叶斯网络等成熟的可靠性理论,提出了一种结合动、静态可靠性分析方法的星地协同运行可靠性分析框架,初步分析了该方法在工程中的可行性和有效性.     

关于纳米结构自组织合成的分析

纳米结构是在科学内涵上与纳米材料既有联系又存在差异的一个新的范畴。采用自组织理论分析了纳米结构自组织合成的过程 ,认为纳米结构自组装体系具有信息共享、信息交换、单元自立、自主决策、同步工作、异步协调等明显特征 ,表明纳米结构自组装体系的形成是一个自组织过程。     

基于动态任务合成的多星观测调度方法

合成观测可以提高卫星的观测效率,研究了遥感卫星的动态合成观测调度问题.分析了卫星对多个任务合成观测的条件,在此基础上,建立了任务需求度、资源竞争度以及任务合成中的最小侧摆、最小数据冗余启发式,提出了基于动态任务合成的多星观测调度启发式算法.仿真实例表明,此方法可以有效提高卫星的观测效率.     

一种解决多星遥感地面接收资源冲突及优化的方法

针对多星遥感任务规划中的地面接收资源冲突问题,提出了一种利用互斥关系矩阵解决多星遥感中地面接收资源冲突及优化分配的技术,详细解释了互斥矩阵技术的实现方法;应用该技术能够给出多种无冲突的优化分配预案。同时以遥感任务完成量为基准,根据卫星星上数据存储能力和星地数据传输能力,采用优化决策技术建立了一种地面接收资源分配的综合评价模型,用来对多个地面站分配的无冲突预案进行评估,解决多星遥感地面接收资源分配的最优化问题。     

机载软硬杀伤武器协同使用的动态决策方法

针对空战中电子战系统和火力打击系统在空域、时域和频域中的最优协同使用,构建了以指控中心为决策主体的软硬杀伤武器协同作战框架。首先建立了软硬杀伤性武器的有效作战使用空域、频域和时域模型,然后结合每一决策时刻的战场实时态势得到当前的协同作战使用的静态可选方案集,再采用以全过程综合作战效能最大作为决策策略的马尔可夫动态决策模型,通过迭代求极值得到全作战过程的软硬杀伤行为最优协同使用方案,最后指控中心将决策结果解释为具体的作战战术参数,完成作战指挥控制。仿真实例说明该方法能根据战场态势的动态变化实时得到软硬杀伤性武器的最优使用方案。     

基于约束满足的多卫星调度模型研究

卫星调度是空间资源管理的一项重要内容,其本身也是一类复杂的资源分配问题。约束满足技术是求解复杂资源分配问题(constraintsatisfactionproblem,CSP)的有效方法。在约束满足问题的理论基础上,首先分析了多卫星调度问题的约束条件(包括任务约束、关联约束和互斥约束);建立了多卫星调度问题的模型;最后,以地球资源观测卫星为对象,给出了示例。     

捷联惯性/多卫星系统组合导航技术研究

从提高导航系统性能出发,阐述了多卫星系统,卫星系统完整性和最佳定位卫星组合的选择等问题,研究了基于伪距、伪距率的SINS/卫星组合导航的模型,并对SINS/GPS/GLONASS/GALILEO/BD组合系统进行了仿真。通过与SINS/GPS组合系统仿真结果对比表明,SINS/多卫星系统组合对导航系统性能具有更好地提升作用,且对于提高导航系统的可靠性、安全性有较大帮助。     

云协同中作战资源两阶段虚拟化方法

作战资源虚拟化是网络化作战组织云协同的关键问题之一,是云服务组合、搜索和执行的前提。提出了一种基于接口和事件驱动架构的资源虚拟化方法,该方法包含两个步骤:第一,功能化封装,即对作战资源进行建模,从作战资源的能力出发,抽象出作战资源的接口、事件和数据流;第二,服务化封装,利用服务适配器将接口和事件以网络服务描述语言的形式进行表达,并提供服务注册和发布的接口。该虚拟化方法可方便地为云服务组合、选择和执行等云协同流程提供支持。与传统方法相比,该方法增强了云服务间的协作能力。实验结果证明了该方法的有效性。     

面向深空通信的中继协作喷泉码设计

针对未来深空超远距离通信无法建立有效的点对点链路及大路径损耗、大传播延时等难题,提出了一种基于中继协作网络模型下的喷泉编码转发方案。与现有的空间传输协议相比,喷泉码能够以较低的编译码复杂度为下行数据分组提供前向纠删保护,降低确认重传的次数,有效减少传输时延。在地球〖CD*2〗火星通信场景下,对中继编码协作转发方案的复杂度和能量开销进行了性能评估,并在理论上分析了中继卫星的位置对系统性能的影响。仿真结果表明,中继喷泉编码协作转发方案可有效节约深空环境下通信系统的能量开销。     

智能虚拟维修环境多Agent 协作机制

针对智能虚拟维修环境中多Agent协同作业求解问题,提出一种基于任务驱动方法的协同虚拟维修训练体系框架,并构建基于该框架下的协作感知-规划-行为（Sense-Plan-Action,SPA）关系模型,在该模型中使用参数化表达方法来量化多Agent 协同作业过程,并将任务求解过程转化为时序信息、属性状态演变、目标决策等多通道框架驱动协同作业的实现,解决了多Agent 协同作业的逻辑关系问题。最后,将该方法应用于轮式工程机械协同虚拟维修仿真过程中,实现了协同虚拟维修可视化,验证了任务驱动方法在协同虚拟训练中的可行性。     

New partial cooperation model for bilevel programming problems

Partial cooperation models are studied for many years to solve the bilevel programming problems where the follower’s optimal reaction is not unique. However, in these existed models, the follower’s cooperation level does not depend on the leader’s decision. A new model is proposed to solve this deficiency. It is proved the feasibility of the new model when the reaction set of the lower level is lower semicontinuous. And the numerical results show that the new model has optimal solutions when the reaction set of the lower level is discrete, lower semi-continuous and non-lower semi-continuous.     

UUV编队协同应召搜索马尔可夫运动目标的方法

采用时齐马尔可夫链来模拟目标的规避运动,根据事发海域的水深映射图,估算出马尔可夫运动目标的位置转移概率。无人水下航行器编队在目标初始概率分布和位置转移概率已知的条件下,根据当前搜索结果不断对目标位置进行预测和更新。编队成员能共享目标位置信息,以获得较为准确的目标验后分布。然后采用一种新的分区实时贪婪搜索算法,得到无人水下航行器编队的最优搜索路径,从而以较高的搜索成功概率与较短的平均发现目标时间完成对目标的应召搜索。最后通过实例仿真,证明了该方法的有效性和优越性。此方法将对无人水下航行器编队的战法研究具有参考借鉴意义。