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面向任務的快速響應空間衛星部署優化設計方法 版權信息
- ISBN：9787118121544
- 條形碼：9787118121544 ; 978-7-118-12154-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
面向任務的快速響應空間衛星部署優化設計方法 本書特色
如何滿足針對突發事件、反恐□□、災害救援等具有突發性、短暫性和局部性的觀測需求，是未來國家安全所關心的重要問題。傳統空間系統以提供戰略服務為目的，技術復雜、成本昂貴，難以有效對這類事件進行情報保障。因此，迫切需要構建高效、快速響應的空間系統（Operationally Responsive Space，ORS），以滿足多樣化的應急任務需求，實現對應急目標的快速響應。當前，以低成本、低風險、短研制周期、快速發射、快速響應為特點的小衛星逐漸成為空間系統的重要組成部分，一系列新技術、新概念、新管理方式在小衛星中的成熟應用，為ORS的發展提供了技術支持。 在應用需求和技術支持的背景下，本書將ORS作為常規空間系統的有益補充，以快響小衛星為主要研究對象，以充分發揮我國航天資源在應對各種突發事件下的空間觀測優勢為目的，綜合運用多目標優化與決策技術，深入研究面向任務的ORS衛星部署優化中存在的問題及關鍵技術，提出了相應的求解方法。 本書結合我國ORS體系結構研究現狀、組成部分和實際應用需求，研究了面向任務的三種快速響應模式：快速發射模式是在當前空間系統無法提供對應急任務的響應要求時，快速發射一顆小衛星在一定周期內進行應急觀測：在軌重構模式通過調整在軌運行的多顆衛星間的相對位置，從而提高對短周期、臨時任務的響應能力；多星組網模式是基于在軌重構、補網發射的衛星，旨在針對．移動目標實現多種載荷協同觀測，多顆成像衛星能力互補。 本書針對快速發射衛星的軌道部署優化，設計了基于規則的簡單任務規劃來滿足用戶觀測偏好，進而對軌道方案進行效能評估。求解部署優化問題時，提出了考慮局部搜索的自適應差分進化算法，實現了以較小的時間成本實現了對□優點的局部搜索。 本書針對在軌重構模式下的軌道部署優化，提出了處理維數可變的多目標差分進化算法，設計了基于多個子種群的初始化方法、基于估計分布的變異算子和自適應的交叉算子，確保算法在提高搜索能力的同時還保持種群多樣性和分布的均勻性。針對算法產生的多個非支配解，本書設計了考慮用戶決策偏好的可視化決策方法，驗證了通過在軌重構模式來提高對應急目標響應能力的有效性和可行性。 本書圍繞移動目標的應急觀測，提出了多星組網模式下的衛星部署優化方法，考慮目標移動過程中對方案效能帶來的不確定性，將對移動目標的觀察描述為一個對潛在區域內隨機目標的觀測問題，構建了考慮魯棒性的多階段效能評估模型，定義了一種新的占優支配關系，基于此提出了面向決策偏好的多目標差分進化算法，在求解衛星配置和軌道部署優化時，能以更少的迭代次數，使算法收斂到滿足用戶偏好的局部P areto前沿。 本書在編撰、形成和出版過程中，得到了國防科技大學系統工程學院的全力支持，得到了國防工業出版社的大力幫助。在此，向他們一并表示由衷的謝意。
面向任務的快速響應空間衛星部署優化設計方法 內容簡介
本書主要介紹了以快速響應為特點的小衛星空間部署優化方法。主要包括以下內容：面向任務的三種快速響應模式；快速發射模式下考慮用戶觀測偏好的衛星部署優化設計方法；在軌重構模式下衛星部署優化設計方法；面向移動目標的多星組網模式衛星部署優化設計方法。
面向任務的快速響應空間衛星部署優化設計方法 目錄
第1章 導論
1．1 軍事需求
1．2 研究意義
第2章 快速響應空間部署設計的基本模型與方法
2．1 快速響應空間體系
2．1．1 快速響應空間體系的組成和特點
2．1．2 快速響應模式
2．1．3 面向任務的快速響應運行流程
2．1．4 快速響應空間體系的關鍵技術
2．2 快速響應空間部署設計的基本問題模型
2．2．1 衛星軌道根數
2．2．2 各種軌道類型適用性分析建模
2．2．3 衛星可見性分析模型
2．2．4 基于可見性分析的效能評估模型
2．3 求解部署設計的優化算法
2．3．1 差分進化算法基本概念
2．3．2 多目標差分進化算法
2．3．3 算法流程
2．4 問題求解過程
2．5 本章小結
第3章 面向長效目標的快速發射模式衛星部署優化設計
3．1 快速發射問題分析
3．1．1 問題特點
3．1．2 基本假設
3．1．3 基于任務規劃進行效能評估的部署優化框架
3．2 基于任務規劃的效能評估模型
3．2．1 模型輸入、輸出要素
3．2．2 基于優先派遣的任務規劃
3．2．3 基于任務規劃的效能評估模型
3．3 自適應差分進化算法
3．3．1 基于試驗設計的初始化
3．3．2 自適應策略
3．3．3 基于代理模型的局部搜索
3．3．4 快速發射模式下部署優化的求解流程
3．4 算例分析
3．4．1 應急目標呈區域分布的部署優化算例
3．4．2 應急目標呈全球分布的部署優化算例
3．4．3 算例比較分析
3．5 本章小結
第4章 面向短效目標的在軌重構模式衛星部署優化設計
4．1 在軌重構問題分析
4．1．1 問題特點
4．1．2 基本假設
4．1．3 維數可變的衛星部署優化和決策框架
4．2 在軌重構優化模型
4．2．1 優化變量與約束條件
4．2．2 目標函數
4．3 重構結構和機動變量同時優化的多目標差分進化算法
4．3．1 算法編碼方式
4．3．2 基于多個子種群的初始化
4．3．3 結合估計分布的變異算子
4．3．4 自適應交叉算子
4．3．5 選擇算子和外部種群管理
4．4 基于偏好的可視化決策
4．4．1 n維空間分層可視化技術
4．4．2 基于偏好的方案排序機制
4．5 算例分析
4．5．1 算法評價標準
4．5．2 算例描述
4．5．3 減少重訪時間
4．5．4 提高累計覆蓋時間
4．5．5 提高基于任務規劃的效能評估指標
4．5．6 算例比較分析
4．6 本章小結
第5章 面向移動目標的多星組網模式衛星部署優化設計
5．1 多星組網問題分析
5．1．1 問題特點
5．1．2 基本假設
5．1．3 面向決策偏好的衛星部署優化框架
5．2 多星組網優化模型
5．2．1 考慮魯棒性的多星組網效能評估模型
5．2．2 基于Lambert的軌道轉移模型
5．2．3 多星組網的多目標優化模型
5．3 集成決策偏好的多目標優化算法
5．3．1 偏好集成方式
5．3．2 改進的R占優支配關系
5．3．3 基于IR占優的外部檔案管理策略
5．3．4 IR-VSMODE算法步驟
5．4 ．算例分析
5．4．1 算例描述
5．4．2 已知發射數量的多星組網
5．4．3 未知發射數量的多星組網
5．4．4 算例分析比較
5．5 本章小結
第6章 發展趨勢分析
參考文獻
1．1 軍事需求
1．2 研究意義
第2章 快速響應空間部署設計的基本模型與方法
2．1 快速響應空間體系
2．1．1 快速響應空間體系的組成和特點
2．1．2 快速響應模式
2．1．3 面向任務的快速響應運行流程
2．1．4 快速響應空間體系的關鍵技術
2．2 快速響應空間部署設計的基本問題模型
2．2．1 衛星軌道根數
2．2．2 各種軌道類型適用性分析建模
2．2．3 衛星可見性分析模型
2．2．4 基于可見性分析的效能評估模型
2．3 求解部署設計的優化算法
2．3．1 差分進化算法基本概念
2．3．2 多目標差分進化算法
2．3．3 算法流程
2．4 問題求解過程
2．5 本章小結
第3章 面向長效目標的快速發射模式衛星部署優化設計
3．1 快速發射問題分析
3．1．1 問題特點
3．1．2 基本假設
3．1．3 基于任務規劃進行效能評估的部署優化框架
3．2 基于任務規劃的效能評估模型
3．2．1 模型輸入、輸出要素
3．2．2 基于優先派遣的任務規劃
3．2．3 基于任務規劃的效能評估模型
3．3 自適應差分進化算法
3．3．1 基于試驗設計的初始化
3．3．2 自適應策略
3．3．3 基于代理模型的局部搜索
3．3．4 快速發射模式下部署優化的求解流程
3．4 算例分析
3．4．1 應急目標呈區域分布的部署優化算例
3．4．2 應急目標呈全球分布的部署優化算例
3．4．3 算例比較分析
3．5 本章小結
第4章 面向短效目標的在軌重構模式衛星部署優化設計
4．1 在軌重構問題分析
4．1．1 問題特點
4．1．2 基本假設
4．1．3 維數可變的衛星部署優化和決策框架
4．2 在軌重構優化模型
4．2．1 優化變量與約束條件
4．2．2 目標函數
4．3 重構結構和機動變量同時優化的多目標差分進化算法
4．3．1 算法編碼方式
4．3．2 基于多個子種群的初始化
4．3．3 結合估計分布的變異算子
4．3．4 自適應交叉算子
4．3．5 選擇算子和外部種群管理
4．4 基于偏好的可視化決策
4．4．1 n維空間分層可視化技術
4．4．2 基于偏好的方案排序機制
4．5 算例分析
4．5．1 算法評價標準
4．5．2 算例描述
4．5．3 減少重訪時間
4．5．4 提高累計覆蓋時間
4．5．5 提高基于任務規劃的效能評估指標
4．5．6 算例比較分析
4．6 本章小結
第5章 面向移動目標的多星組網模式衛星部署優化設計
5．1 多星組網問題分析
5．1．1 問題特點
5．1．2 基本假設
5．1．3 面向決策偏好的衛星部署優化框架
5．2 多星組網優化模型
5．2．1 考慮魯棒性的多星組網效能評估模型
5．2．2 基于Lambert的軌道轉移模型
5．2．3 多星組網的多目標優化模型
5．3 集成決策偏好的多目標優化算法
5．3．1 偏好集成方式
5．3．2 改進的R占優支配關系
5．3．3 基于IR占優的外部檔案管理策略
5．3．4 IR-VSMODE算法步驟
5．4 ．算例分析
5．4．1 算例描述
5．4．2 已知發射數量的多星組網
5．4．3 未知發射數量的多星組網
5．4．4 算例分析比較
5．5 本章小結
第6章 發展趨勢分析
參考文獻
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面向任務的快速響應空間衛星部署優化設計方法 作者簡介
陳盈果，男，1977年生，博士，國防科技大學系統工程學院，講師，長期從事空間衛星部署優化等方面研究，榮獲軍隊科技進步三等獎2次。
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