面向突發(fā)性事件的衛(wèi)星自主任務(wù)規(guī)劃*

薛志家，楊 忠，李 晶，趙 鞭

(1.南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210016;2.西安衛(wèi)星測(cè)控中心宇航動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043)

突發(fā)性事件是指前兆不充分，具有明顯的復(fù)雜性特征和潛在次生衍生危害，破壞性嚴(yán)重的事件［1］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外重大非常規(guī)突發(fā)事件形勢(shì)嚴(yán)峻，如2008年汶川大地震、2010年舟曲泥石流、2011年日本大地震等都對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的沖擊和損害。而衛(wèi)星作為一種快速獲取地面信息的重要手段，其快速、合理、高效的任務(wù)規(guī)劃能夠幫助災(zāi)害應(yīng)急處置部門即時(shí)獲取全面、精確的災(zāi)情信息，進(jìn)而使其迅速制定更為有效的災(zāi)害處置策略。

衛(wèi)星自主任務(wù)規(guī)劃是指衛(wèi)星在接收到地面用戶發(fā)送的任務(wù)請(qǐng)求后，自主產(chǎn)生完成任務(wù)所需的計(jì)劃或指令序列。目前，國(guó)內(nèi)外的衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃研究主要針對(duì)常規(guī)性任務(wù)，文獻(xiàn)［2-3］研究了單星任務(wù)模型，文獻(xiàn)［4-7］研究了多星調(diào)度和協(xié)同的模型及相應(yīng)問題求解的禁忌、遺傳、粒子群、模擬退火等算法，文獻(xiàn)［8-9］研究了突發(fā)事件下的衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃。

上述文獻(xiàn)模型僅考慮了載荷約束，且求解算法大多針對(duì)多星調(diào)度或協(xié)同。但是，當(dāng)多星調(diào)度或協(xié)同出現(xiàn)覆蓋盲區(qū)或快速性不能滿足應(yīng)急任務(wù)要求時(shí)，就需要單星的自主任務(wù)規(guī)劃，且多星任務(wù)調(diào)度完成后須通過單星自主任務(wù)規(guī)劃去實(shí)現(xiàn)。因此，本文針對(duì)突發(fā)任務(wù)的特點(diǎn)，首先利用PDDL(Planning Domain Definition Language)語(yǔ)言建立了綜合考慮載荷與平臺(tái)相關(guān)約束的單顆……