面向多颗敏捷卫星协同调度的自适应大邻域搜索算法

摘要

随着“遥感20号”卫星的成功在轨应用,越来越多的敏捷卫星(星座)将被投入使用,如何协同调度多颗敏捷卫星、最大化发挥敏捷卫星的观测效能,成为一项值得研究的问题.敏捷对地观测卫星的调度问题是一个具有高复杂度的时间依赖组合优化问题,同时,多颗敏捷卫星协同调度包含多星任务分配问题与协同调度问题,二者相互耦合使得解空间急剧增大,问题更加复杂.针对该问题,设计一种基于自适应大邻域搜索的求解算法,包含双重循环:内循环为局部搜索过程,由破坏邻域和修复邻域组成;外层循环包含自适应层,能够根据算子表现自适应调整算子权重,同时采用模拟退火机制控制解的更新.仿真实验对参数进行了优化,比较了多种算子与分配规则的有效性.实验结果表明,该方法能够在更少的时间内生成收益更高的解,有效解决多颗敏捷卫星协同调度问题,证明了算法的效率和有效性.