文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
基于启发式算法的卫星地面资源调度系统设计与实现
姓名:谷宏志
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信
指导教师:高西全;张学庆
20070301
摘要随着越来越多的中低轨道的卫星进入太空,且受到地面资源数量的限制,对卫星的管理控制能力的要求越来越高。如何充分利用地面系统的资源,控制卫星获取更高的经济效益,已经成为卫星地面管理控制系统研究的关键技术之一。本文介绍了卫星地面系统资源调度问题的起因以及国内外主要的研究成果;指出了资源优化调度问题是一种约束满足问题,并描述了该问题的三类解决方法:约束传播、完全搜索算法和局部搜索算法。在对卫星地面应用系统功能和资源调度方法进行分析的基础上,确定了资源调度的优化模型。通过研究地面资源调度系统设计的相关问题,分析了系统设计的原则和目标,提出了卫星资源调度系统的总体框架结构和基本功能;设计了基于启发式算法的地面资源调度规则和系统流程;通过设置卫星地面站场景,使用资源调度系统完成了对地面资源的调度应用,并对结果进行了分析说明。关键词:地面站资源调度启发式算法
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日期;丝争日期:丑阂谭衲本人签名:左』董兰三——詹宏去导师签名:蒸受乞西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明导师签名:塑笙五秉承学校严谨的学分和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我~同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人签名:本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。日期:
第一章绪论研究背景随着我国航天事业的发展,越来越多的中低轨道的对地观测、气象应用等卫星进入太空,使得卫星在各领域内的应用越来越广泛,而同时国防、国土资源管理、气象预报、灾难预防和救灾等各重要领域对卫星的依赖性越来越重。为了能更好的完成赋予卫星的各项职能,对卫星的管理控制也越来越复杂,由最初的人工调度管理已经发展成由多种设备组成的庞大的信息系统进行的管理控制。因此大力发展卫星的管理控制技术已经成为各国发展信息化建设和提高卫星应用能力~个完整的卫星系统一般可分为卫星、运载、发射场、测控、地面应用五大系统。在卫星发射成功后,运载和发射场的任务宣告完成,卫星的轨道维持、姿态调整、平台控制的管理工作由地面测控网完成;卫星的数据采集、数据传输、数据接收、数据处理以及卫星数据产品的制作等卫星应用任务由地面应用系统完成。卫星地面应用系统一般包括了管理控制系统、数据接收系统、信息传输系统和数据处理系统等四部分,其中管理控制系统负责卫星和地面资源的监控、调度和管理;数据接收系统中各地面数据接收站负责卫星有效载荷数据的接收;信息传输系统负责有效载荷数据的传输;数据处理系统负责有效载荷数据地处理和产随着需要管理控制的卫星数量的增加,基于各系列卫星建设的地面应用系统越来越严重的面临着多星同时过站和多星同时要求数据传输的形势。由于卫星地面应用系统中地面接收站的数据接收、信息传输和数据处理传输资源所能支持卫星数量总是有限的。当同一段时间内多颗卫星的有效载荷数据需要下传、传输和处理服务时,这些地面应用系统的资源就需要合理的调度、分配,以便尽量满足各个卫星的需求。当所支持的卫星数量超过一定限度时,各卫星对地面应用系统资源的需求就会产生冲突,出现地面应用系统资源争用,使某些卫星的需求无法得到满足。以一种比较典型的情况为例,在轨运行的两颗卫星同时提出数据传输申请,如果同时经过只有一套数据接收设备的地面站,那么就只有为优先权高的卫星提供数据接收支持,对另一颗卫星暂时不作数据接收,这两颗卫星之间就出现数据接收冲突。因此,多星的数据接收冲突以及冲突的解决就成为多星数据接收的核心问题,同样由于所有的数据都需要送到数据处理中心进行加工处理,但是传输资源受到链路数量、带宽等条件,数据处理受到同时接收处理的任务数量的限制,同样会发生传输和处理资源的冲突。的重要手段。品加工等工作。
国内外研究现状目前各类应用越来越依赖于空间信息的支持,用