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面向多目标探测的高轨遥感卫星观测任务规划方法
1
作者
凌龙
朱燕麒
+3 位作者
鲁之君
王洁
吴同舟
冯倩
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第4期102-113,共12页
高轨遥感卫星具有广阔的视场覆盖范围、高效的观测时效性以及强大的连续成像能力,能够有效获取重点区域和目标的关键特征信息,已经成为现代遥感技术中不可或缺的重要工具。高轨遥感卫星在区域凝视任务中,经常面临多目标同时监视和跟踪...
高轨遥感卫星具有广阔的视场覆盖范围、高效的观测时效性以及强大的连续成像能力,能够有效获取重点区域和目标的关键特征信息,已经成为现代遥感技术中不可或缺的重要工具。高轨遥感卫星在区域凝视任务中,经常面临多目标同时监视和跟踪的应用需求。为了解决多目标观测需求下任务执行效率较低的难题,提出了一种基于智能优化算法的高轨遥感卫星成像任务规划方法,创新性地设计了一种“评价矩阵”作为差分进化算法的目标函数,实现了多目标观测区域规划,并在此基础上使用遗传算法完成观测路径规划。仿真结果表明:与传统方法相比,观测效率平均提升28.84%,能源使用率平均降低24.37%。可以通过较少的观测次数覆盖全部待跟踪目标,有效减少卫星指向机动次数与机动角度,而且算法并行性与可移植性较好,可适应星上自主任务规划与星座协同观测等多种应用场景。
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关键词
高轨遥感卫星
多目标
观测
观测任务规划
差分进化算法
遗传算法
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职称材料
基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法
被引量：
4
2
作者
马一凡
赵凡宇
+1 位作者
王鑫
金仲和
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期395-401,共7页
针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习(DRL)方法对卫星观测任务规划问题进行求解.综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进...
针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习(DRL)方法对卫星观测任务规划问题进行求解.综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进行建模.基于指针网络(PN)的运行机制建立序列决策算法模型,使用Mask向量来考虑卫星观测任务规划问题中的各类约束,并通过Actor Critic强化学习算法对模型进行训练,以获得最大的收益率.借鉴多头注意力(MHA)机制的思想对PN进行改进,提出多头注意力指针网络(MHA-PN)算法.根据实验结果可以看出,MHA-PN算法显著提高了模型的训练速度和泛化性能,训练好的MHA-PN算法模型可以直接对输入序列进行端到端的推理,避免传统启发式算法迭代求解的过程,具有较高的求解效率.
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关键词
卫星
观测任务规划
组合优化问题
深度强化学习
指针网络(PN)
Actor
Critic
多头注意力指针网络(MHA-PN)
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职称材料
深空探测器自主规划技术研究进展
被引量：
16
3
作者
徐瑞
李朝玉
+3 位作者
朱圣英
王棒
梁子璇
尚海滨
《深空探测学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第2期111-123,共13页
在深空探测过程中,探测器飞行距离远、所处环境动态多变,传统地面站遥测遥控方式很难满足探测器控制的实时性、鲁棒性和安全性等要求,迫切需要探测器具有自主性,而自主规划技术是实现探测器自主运行的核心技术之一。介绍了自主规划技术...
在深空探测过程中,探测器飞行距离远、所处环境动态多变,传统地面站遥测遥控方式很难满足探测器控制的实时性、鲁棒性和安全性等要求,迫切需要探测器具有自主性,而自主规划技术是实现探测器自主运行的核心技术之一。介绍了自主规划技术发展历程,给出了深空探测器自主规划内涵,分别从自主规划和执行框架、任务规划知识模型、任务规划和重规划、运动规划以及科学观测任务规划六方面进行总结和分析关键技术,并根据技术发展和任务需求,提出了深空探测器自主规划技术发展趋势和重点研究方向。
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关键词
深空探测
自主
规划
任务
规划
运动
规划
科学
观测任务规划
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职称材料
题名
面向多目标探测的高轨遥感卫星观测任务规划方法
1
作者
凌龙
朱燕麒
鲁之君
王洁
吴同舟
冯倩
机构
北京空间机电研究所
北京市遥感信息研究所
出处
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025年第4期102-113,共12页
基金
国家自然科学基金(42271448)。
文摘
高轨遥感卫星具有广阔的视场覆盖范围、高效的观测时效性以及强大的连续成像能力,能够有效获取重点区域和目标的关键特征信息,已经成为现代遥感技术中不可或缺的重要工具。高轨遥感卫星在区域凝视任务中,经常面临多目标同时监视和跟踪的应用需求。为了解决多目标观测需求下任务执行效率较低的难题,提出了一种基于智能优化算法的高轨遥感卫星成像任务规划方法,创新性地设计了一种“评价矩阵”作为差分进化算法的目标函数,实现了多目标观测区域规划,并在此基础上使用遗传算法完成观测路径规划。仿真结果表明:与传统方法相比,观测效率平均提升28.84%,能源使用率平均降低24.37%。可以通过较少的观测次数覆盖全部待跟踪目标,有效减少卫星指向机动次数与机动角度,而且算法并行性与可移植性较好,可适应星上自主任务规划与星座协同观测等多种应用场景。
关键词
高轨遥感卫星
多目标
观测
观测任务规划
差分进化算法
遗传算法
Keywords
high-orbit remote sensing satellite
multi-target detection
observation mission planning
differential evolutionary algorithms
genetic algorithms
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法
被引量：
4
2
作者
马一凡
赵凡宇
王鑫
金仲和
机构
浙江大学微小卫星研究中心
浙江省微纳卫星研究重点实验室
出处
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期395-401,共7页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(61525403)。
文摘
针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习(DRL)方法对卫星观测任务规划问题进行求解.综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进行建模.基于指针网络(PN)的运行机制建立序列决策算法模型,使用Mask向量来考虑卫星观测任务规划问题中的各类约束,并通过Actor Critic强化学习算法对模型进行训练,以获得最大的收益率.借鉴多头注意力(MHA)机制的思想对PN进行改进,提出多头注意力指针网络(MHA-PN)算法.根据实验结果可以看出,MHA-PN算法显著提高了模型的训练速度和泛化性能,训练好的MHA-PN算法模型可以直接对输入序列进行端到端的推理,避免传统启发式算法迭代求解的过程,具有较高的求解效率.
关键词
卫星
观测任务规划
组合优化问题
深度强化学习
指针网络(PN)
Actor
Critic
多头注意力指针网络(MHA-PN)
Keywords
satellite observation task planning
combinatorial optimization problem
deep reinforcement learning
pointer networks(PN)
Actor Critic
multi-head attention pointer networks(MHA-PN)
分类号
V474 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
深空探测器自主规划技术研究进展
被引量：
16
3
作者
徐瑞
李朝玉
朱圣英
王棒
梁子璇
尚海滨
机构
北京理工大学宇航学院
深空自主导航与控制工信部重点实验室
出处
《深空探测学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第2期111-123,共13页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFA0706500)
国家自然科学基金资助项目(62006019)
+2 种基金
国家自然科学基金资助项目(61976020)
国家自然科学基金资助项目(U2037602)
民用航天预研资助项目。
文摘
在深空探测过程中,探测器飞行距离远、所处环境动态多变,传统地面站遥测遥控方式很难满足探测器控制的实时性、鲁棒性和安全性等要求,迫切需要探测器具有自主性,而自主规划技术是实现探测器自主运行的核心技术之一。介绍了自主规划技术发展历程,给出了深空探测器自主规划内涵,分别从自主规划和执行框架、任务规划知识模型、任务规划和重规划、运动规划以及科学观测任务规划六方面进行总结和分析关键技术,并根据技术发展和任务需求,提出了深空探测器自主规划技术发展趋势和重点研究方向。
关键词
深空探测
自主
规划
任务
规划
运动
规划
科学
观测任务规划
Keywords
deep space exploration
autonomous planning
mission planning
motion planning
scientific observation mission planning
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向多目标探测的高轨遥感卫星观测任务规划方法
凌龙
朱燕麒
鲁之君
王洁
吴同舟
冯倩
《中国空间科学技术(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法
马一凡
赵凡宇
王鑫
金仲和
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
深空探测器自主规划技术研究进展
徐瑞
李朝玉
朱圣英
王棒
梁子璇
尚海滨
《深空探测学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2021
16
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下载PDF
职称材料
已选择
0
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