[发明专利]一种遥感卫星观测任务规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术，特别是一种采用动态变邻域禁忌搜索算法处理遥感卫星观测任务规划问题的方法。

背景技术

遥感对地观测任务规划问题可以简要描述为:一组遥感卫星、一组观测任务,每个观测任务的完成包含数据采集和数据回传两个活动，如图1所示。为每个观测任务指定一个优先级；观测任务对应的地面目标与卫星之间具有一组可用时间窗口；一个参考时间范围作为任务规划的起止时间。

为了使遥感卫星更好地发挥作用，任务规划技术显得尤为关键。任务规划的含义是指对待执行的观测任务进行排程、资源匹配，以及对卫星及其载荷的工作时域、空域和模式等进行确定，并制定详细工作计划的过程，其目的是驱动卫星资源科学、高效地执行任务。遥感对地观测任务规划必须在复杂的约束条件下和多种优化目标下完成，因此其问题维度广，优化空间大，现有技术中多采用智能算法得出其近似最优解。现有技术中采用一种禁忌邻域搜索算法是一种常用的求解遥感对地观测任务规划问题的算法。

然而，现有技术中禁忌邻域搜索算法处理遥感卫星对地观测任务规划问题时，搜索速度较慢，且容易陷入局部循环搜索状态，无法对所有解空间搜索，找不到所有解空间的较优解。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种采用动态变邻域禁忌搜索算法处理遥感卫星对地观测任务规划问题的方法。

第一方面，本发明提供一种遥感卫星观测任务规划方法，所述方法为采用动态变邻域禁忌搜索算法处理遥感卫星观测任务规划问题的方法，方法包括：

S1、在采用动态变邻域禁忌搜索算法处理遥感卫星观测任务规划问题时，设置禁忌搜索算法中的初始禁忌表T^*、初始禁忌表长度动态变邻域禁忌表长度以及初始解x₀，并令最优解等于初始解x^*＝x₀；

S2、从迭代次数k＝1开始，根据初始禁忌表T^*、动态变禁忌表长度以及初始解x₀，采用改进型邻域构造方法，执行禁忌搜索算法的迭代过程；在迭代过程满足禁忌搜索算法的停止准则后，输出满足停止准则时的最优解x^*；

S3、根据禁忌表T^*、动态变禁忌表长度步骤S2中的满足停止准则时的最优解x^*，采用调整型邻域构造方法执行禁忌搜索算法的迭代过程；

S4、在步骤S3的迭代过程满足动态变邻域禁忌搜索算法的停止准则后，对最后输出的最优解x^*采用局部搜索算法获取待输出的一个较优解作为遥感卫星观测任务规划的最优方案。

可选地，步骤S2包括：

设定禁忌表初始禁忌表长度从迭代次数k＝1开始，随机选取可行解空间中的一个初始解x₀，并计算初始解的目标函数值f(x₀)；

采用改进型邻域方法得到初始解x0的邻域解集合N₁(x)，对n(x)∈N₁(x)，求解的适应度函数为f[n(x)]，根据f[n(x)]筛选出n^*(x)，n^*(x)为集合N₁(x)中使得适应度函数值最大的解；

解的选取规则如下：

①若：n^*(x)∈T^*且n^*(x)满足藐视准则，则令x^*＝n^*(x)，n^*(x)→T^*；

②若：n^*(x)∈T^*且n^*(x)不满足藐视准则，则令x^*＝n'(x)，其中f[n'(x)]＝opt{f[n(x)],n(x)∈(N₁(x)-T^*)}；

③若：则令x^*＝n^*(x)，n^*(x)→T^*；

判断是否满足停止准则，如满足则停止输出x^*，否则对当前x^*继续采用改进型邻域构造方法产生扰动，继续迭代；