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多中心协同卫星任务规划平台关键技术研究

作　者: 于在亮
导　师: 李军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 多中心协同协同任务规划多Agent系统工作流引擎合同网协议诚信机制任务分配
分类号: V448
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着各个领域对空间信息依赖的日益加深,卫星中心单独进行任务规划已不能满足用户对遥感影像的需求,建立一个支持多卫星中心协同任务规划的平台,实现卫星成像活动的协同,最大程度满足用户需求,具有重大的理论与现实意义。多卫星中心在通过协同卫星任务规划平台开展协作,针对用户多种模式的观测需求进行任务规划,协商确定各中心的观测任务,进而获得协同观测任务方案。目前,多中心协同卫星任务规划平台的研究在国内外都是一个前沿课题。为此,本文在深入分析多中心协同卫星任务规划问题的基础上,提出了多中心协同卫星任务规划平台求解框架,分析了多中心协同规划业务管理的工作流技术,建立了任务分配模型并提出了协同规划任务分配求解的算法,利用论文相关技术,设计并实现了协同平台原型系统。本文的主要研究内容在于:1、在对多中心协同卫星任务规划问题研究分析的基础上,针对多中心分布式协同的应用环境,提出并构建了基于事件驱动的通信架构,采用多Agent思想对处于分布状态的卫星中心构建中心Agent模型,提出了动态分布式的组织结构,确定了卫星中心协作的关系。2、针对协同规划平台受理的多模式规划业务需求,分析多中心协同卫星任务规划工作流程,基于工作相关研究研究成果,构建了流程控制引擎,设计了流程控制引擎的功能、组成及运行流程,并结合平台规划业务对各模式的流程要求阐述了协同控制过程。3、提出了基于多Agent协商的任务分配方法,建立了任务分配的模型,对传统合同网进行改造,提出了基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法(MAAHAC),给出了协议的算法流程及各评价指标,并设计了仿真实验,验证了方法有效性和实用性,能够有效解决多中心协同规划任务分配问题。4、设计并实现了多中心协同卫星任务规划平台原型系统,给出了系统运行的外部接口关系及平台人机交互界面,验证了论文相关关键技术的有效性。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-20
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 课题研究现状及分析  13-17
    1.2.1 多卫星中心协作现状  13-14
    1.2.2 资源协同规划相关理论国内外研究现状  14-16
    1.2.3 平台规划业务管理技术国内外研究现状  16-17
    1.2.4 现有研究的不足  17
  1.3 论文的研究内容与组织结构  17-20
    1.3.1 论文的研究内容  17-18
    1.3.2 论文的组织结构  18-20
第二章多中心协同卫星任务规划平台求解框架  20-32
  2.1 多中心协同卫星任务规划问题分析  20-25
    2.1.1 多中心协同卫星任务规划问题描述  20-23
    2.1.2 多中心协同卫星任务规划平台设计  23-25
  2.2 基于事件驱动的通信架构  25-28
    2.2.1 协同规划平台通信环境分析  25-26
    2.2.2 消息组成及通信机制  26-28
  2.3 中心Agent 模型设计  28-30
    2.3.1 中心Agent 设计概述  28
    2.3.2 中心Agent 组织结构  28-29
    2.3.3 中心Agent 模型框架  29-30
  2.4 本章小结  30-32
第三章多中心协同卫星任务规划平台工作流技术  32-52
  3.1 任务规划业务需求分析  32-43
    3.1.1 常规模式的协同卫星任务规划  33-37
    3.1.2 应急模式的协同卫星任务规划  37-39
    3.1.3 实时模式的协同卫星任务规划  39-42
    3.1.4 协同卫星任务规划模式区别  42-43
  3.2 协同平台工作流设计  43-45
    3.2.1 平台协同规划工作流程分析  43-44
    3.2.2 多中心协同卫星任务规划工作流设计  44-45
  3.3 协同平台流程控制引擎设计  45-49
    3.3.1 流程控制引擎的功能及组成  45-48
    3.3.2 流程控制引擎运行流程  48-49
  3.4 多中心协同卫星任务规划平台协同控制  49-51
  3.5 本章小结  51-52
第四章多中心协同任务分配技术  52-70
  4.1 基于多Agent 协商的任务分配方法  52-54
    4.1.1 基于多Agent 协商的任务分配方法的适用性  52-53
    4.1.2 观测任务形式化描述  53-54
  4.2 基于多Agent 协商的任务分配模型  54-56
  4.3 基于诚信机制的可解约合同网任务分配方法  56-64
    4.3.1 传统合同网协议  56-57
    4.3.2 基于诚信机制的可解约合同网协议  57-61
    4.3.3 招标策略  61-63
    4.3.4 评标规则  63
    4.3.5 投标规则  63-64
  4.4 多中心协同卫星规划任务分配  64-65
  4.5 实验及分析  65-69
    4.5.1 实验环境与数据  65-66
    4.5.2 实验结果与分析  66-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章多中心协同卫星任务规划平台实现  70-74
  5.1 平台外部接口关系  70
  5.2 平台实现  70-73
    5.2.1 多中心协同卫星任务规划平台工作界面  70-71
    5.2.2 规划需求信息显示  71-72
    5.2.3 可行性分析结果信息显示  72
    5.2.4 规划任务协商信息显示  72-73
  5.3 本章小结  73-74
第六章总结与展望  74-76
  6.1 主要研究成果  74-75
  6.2 进一步的研究方向  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-81
作者在硕士学位期间取得的学术成果  81

多中心协同卫星任务规划平台关键技术研究

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