合肥工业大学靳鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114841500B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210254204.2,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法是由靳鹏;李康;胡笑旋;夏维;马华伟;唐玉芳;李健;逯冰倩设计研发完成,并于2022-03-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法、系统、存储介质和电子设备,涉及卫星调度领域。本发明中根据预设的从卫星数学模型,各从卫星针对当前未进行安排的任务序列,采用基于贪婪的自适应退火合同网算法生成对应的当前投标方案;根据预设的主卫星数学模型,主卫星采用总观测收益最大化评标策略进行评标,从各所述投标方案中选择中标方案;并最终输出全局最优的卫星任务规划方案。通过建立双层决策数学模型解决了传统合同网未考虑的分布式卫星任务分配和调度问题中存在的主目标和子目标不一致性问题;通过多轮招标以及投标的过程来得到质量更高的方案。
本发明授权基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于贪婪的自适应退火合同网算法的卫星任务规划方法,其特征在于,包括若干的从卫星和用于决策的主卫星,该方法具体包括: S1、所述主卫星获取待观测任务序列,进入循环招投标过程,令q=1,设定循环终止次数; S2、所述主卫星开始第q次招投标,获取当前未进行安排的任务序列,若当前未进行安排的任务序列为空,转S5;否则,转S3; S3、所述主卫星将当前未进行安排的任务序列广播至各所述从卫星;根据预设的从卫星数学模型,各所述从卫星针对该当前未进行安排的任务序列,采用基于贪婪的自适应退火合同网算法生成对应的当前投标方案,若各所述投标方案都为空,转S5;否则,转S4; S4、根据预设的主卫星数学模型,所述主卫星采用总观测收益最大化评标策略进行评标,从各所述投标方案中选择中标方案,并更新中标的从卫星的规划方案,以及更新当前未进行安排的任务序列; S5、若所述待观测任务序列中所有任务都被安排,或者没有投标方案,或者总观测收益连续达到所述循环终止次数相同,则规划结束,输出全局最优的卫星任务规划方案;否则,令q=q+1,转S2;所述S3中的从卫星数学模型包括以综合收益最大化的目标函数: 以及第一约束条件: OTSij+durj=OTEij4 eij=eidurj,i∈{1,…,m}6 其中,公式2表示唯一性约束,即一个任务最多被观测一次;公式3表示任务进行观测时必须要满足时间窗要求;公式4表示任务的实际观测结束时间和任务观测持续时间的关系;公式5~6表示卫星规划中的能量约束以及能量消耗计算方式;公式7表示存储约束;公式8表示生成的方案所产生的扰动的计算方式; 主卫星S′,从卫星集合S={S1,S2,…,Si,…,Sm},共有m颗从卫星; T={t1,t2,…,tj,…,.tn}表示待观测任务序列,共有n个任务; tj=Pj,durj,dtj,即任务的属性采用三元组表示,其中Pj表示任务tj的观测收益,durj表示任务tj的观测持续时间,dtj表示任务tj的任务观测截止时间; 表示可见时间窗集合,表示任务tj在从卫星Si上的可见时间窗集合,NTMij表示时间窗的数量; 即可见时间窗采用一个二元组表示,表示任务tj在从卫星Si上的第k个可见时间窗,和分别表示该可见时间窗的开始时间和结束时间; OTWij=OTSij,OTEij,即观测时间窗采用一个二元组表示,OTWij表示任务tj在从卫星Si上的实际观测时间窗,OTSij和OTEij分别表示该观测时间窗的开始时间和结束时间; Wp和Wr分别表示观测收益和扰动的权重; ei表示从卫星Si观测任务的单位能量消耗; eij表示从卫星Si观测任务tj消耗的能量; Ei表示从卫星Si的最大能量限制; cij表示从卫星Si观测任务tj消耗的存储量; Ci表示从卫星Si的最大存储限制; 表示任务tj是否在从卫星Si的第k个可见时间窗进行观测,若观测则取值为1,否则为0; rdij表示从卫星Si对任务tj进行观测时所产生的扰动;所述S5中主卫星数学模型包括以总观测收益最大化的目标函数: 以及第二约束条件: ETiq≤PTE,i∈{1,…,m},q∈{1,2,…}11其中,公式9表示任务数量之间在招投标过程中的约束;公式10表示规划时间截止约束;公式11表示规划时间截止约束; ETiq表示在第q次招投标中,从卫星Si针对任务序列Tq生成的方案的观测结束时间,且其中lsti表示从卫星Si上最后一个任务的观测结束时间;PTE表示任务规划截止时间。
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