隨著航天事業的高速發展，我國成像衛星的數量和種類日益豐富，對地觀測任務需求日益增多，成像衛星任務規劃與調度問題成為亟待解決的問題。本書以地質監測對遙感資源的需求為焦點，面向中低軌對地觀測衛星任務規劃的應用需求，以作者近年來在成像衛星任務規劃與調度問題上的研究成果為基礎，主要內容包括多星多任務協同規劃、基于沖突分解的數學規劃方法、基于優先級和沖突避免的規劃方法，以及多星聯合調度規劃系統等。本書部分插圖配有彩圖，封底掃二維碼，進入“多媒體”，可查看彩圖。
目錄
第1章 地質遙感基礎 1
1.1 基本概念 1
1.2 遙感工作系統 1
1.2.1 星載分系統 1
1.2.2 地面分系統 2
1.3 遙感分類 3
1.3.1 根據電磁輻射源分類 3
1.3.2 根據電磁波段分類 3
1.3.3 根據遙感平臺分類 4
1.4 傳感器的性能 5
1.4.1 光譜分辨率 5
1.4.2 空間分辨率 5
1.4.3 輻射分辨率 5
1.4.4 時間分辨率 6
1.5 國內外經典地質遙感衛星參數 6
1.5.1 經典衛星光譜波段和分辨率 6
1.5.2 常用商業衛星主要技術參數 7
1.5.3 常用遙感衛星應用范圍 7
1.5.4 光學衛星傳感器波段 8
第2章 地質應用對遙感衛星的需求 10
2.1 地質礦產主體業務需求 10
2.1.1 地質礦產資源調查 10
2.1.2 全球化戰略 16
2.1.3 應急監測服務 18
2.1.4 地質觀測衛星需求 18
2.2 高分辨率遙感衛星的行業應用 21
2.2.1 國土資源 21
2.2.2 測繪制圖 22
2.2.3 地質監測 23
2.2.4 災害監測 25
2.3 我國遙感衛星的地質應用 27
2.3.1 不同層次地質應用的空間分辨率需求 27
2.3.2 資源衛星地質應用需求的初步分析 28
2.3.3 地質應用對資源衛星后續星的需求分析 29
第3章 衛星任務規劃基礎 30
3.1 衛星任務規劃概念 30
3.2 衛星任務規劃調度模型 31
3.2.1 有向圖模型 31
3.2.2 背包問題模型 33
3.2.3 整數規劃模型 33
3.2.4 機器調度問題模型 34
3.2.5 約束滿足模型 34
3.3 衛星任務規劃算法 35
3.3.1 確定性算法 35
3.3.2 啟發式算法 35
3.3.3 調度方案上下界分析法 37
3.4 衛星任務規劃問題的復雜性 38
3.4.1 問題建模復雜度高 39
3.4.2 問題求解復雜度高 39
第4章 多星多任務協同規劃 40
4.1 大規模組合優化問題規劃技術 40
4.1.1 混合整數規劃方法 40
4.1.2 分支定界法 41
4.1.3 割平面法 46
4.1.4 列生成法 47
4.2 點目標調度演化優化 49
4.2.1 智能優化規劃方法 50
4.2.2 問題描述與分析 51
4.2.3 問題求解 52
4.2.4 算法實現流程 54
4.2.5 調度優化 55
4.3 區域目標調度活動選擇 56
4.3.1 區域調度活動選擇模型框架 56
4.3.2 求解框架 57
4.3.3 資源空閑時間窗口編排 63
4.4 調度方案可行解界限分析 65
4.4.1 求解步驟 65
4.4.2 調度方案生成分析 66
4.4.3 調度方案界限計算 66
第5章 基于沖突分解的數學規劃方法 67
5.1 混合整數線性規劃模型構建 67
5.1.1 符號描述 68
5.1.2 優化變量 69
5.1.3 優化目標 69
5.1.4 約束條件 69
5.2 資源有效子區間生成 73
5.3 改進的混合整數線性規劃模型 74
5.4 數值仿真分析 76
5.4.1 測試實例 76
5.4.2 實例分析 77
5.4.3 調度預處理 78
5.4.4 優化結果 81
5.4.5 調度場景定量分析 94
5.4.6 性能分析 95
第6章 基于優先級和沖突避免的規劃方法 96
6.1 多敏捷衛星聯合調度規劃問題分解 96
6.2 非線性約束滿足優化模型構建 97
6.2.1 符號定義 98
6.2.2 復雜操作約束形式化描述 99
6.3 基于優先級和沖突避免的啟發式策略 101
6.3.1 可見時間窗口特征 101
6.3.2 觀測任務選擇策略 104
6.3.3 觀測時間窗口選擇策略 105
6.4 智能優化調度規劃方法 105
6.4.1 基于時間的貪婪算法 105
6.4.2 基于權重的貪婪算法 106
6.4.3 改進的差分進化算法 107
6.4.4 調度方案改進策略 111
6.5 數值仿真分析 112
6.5.1 測試實例 112
6.5.2 優化結果 113
6.5.3 算法求解效率 120
6.5.4 結果討論 122
第7章 多星聯合調度規劃系統 123
7.1 系統開發環境 123
7.2 系統總體框架設計 124
7.2.1 多星聯合調度規劃系統總體框架 126
7.2.2 多星聯合調度規劃系統整體流程 127
7.3 系統實現 128
7.3.1 主控模塊 128
7.3.2 想定管理模塊 130
7.3.3 覆蓋計算模塊 133
7.3.4 調度規劃模塊 134
7.3.5 衛星星座性能評估模塊 136
7.3.6 可視化展現模塊 140
第8章 高分衛星地質應用規劃結果性能分析 142
8.1 基本假定 142
8.2 資源及任務 142
8.2.1 資源及載荷 142
8.2.2 任務定義 143
8.3 高分地質規劃性能分析 143
8.3.1 單星覆蓋結果分析 143
8.3.2 多星覆蓋結果分析 150
參考文獻 152
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