面向卫星任务规划的专家系统应用技术研究

论文摘要

卫星任务规划是卫星运控系统的核心部分,在目标特性、卫星有效载荷能力、地面接收资源等多种约束条件下,确定卫星工作模式,完成卫星、地面站资源和数据传输资源的优化分配,对于充分利用星地资源,最大限度地发挥多星观测效能,提高卫星运控系统的指挥效率具有至关重要的作用。论文以应用需求为指导,将专家系统应用到卫星任务规划中,提出了面向卫星任务规划的专家系统设计方案,对面向卫星任务规划的专家系统的知识表示方法、推理机制和解释机制等关键技术进行了深入研究,论文主要的研究内容和创新点如下:1、在对卫星任务规划业务进行深入分析的基础上,指出现有卫星任务规划面临的问题,进而提出了面向卫星任务规划的专家系统的求解方案,并针对求解方案进行了面向卫星任务规划的专家系统的设计。2、针对卫星任务规划问题的特点,建立了卫星任务规划知识库,提出了两种形式的知识表示方法:基于CLIPS的标准知识表达和扩充的中文产生式系统的知识表达方法,进而实现了两种知识表达方式下知识库的知识转换和知识共享。3、基于CLIPS推理引擎进行了卫星任务规划推理机的设计,推理机采用正向推理机制、基于上下文的规则搜索控制策略、基于场景的阶段控制策略及针对性排序的冲突消解控制策略,最后设计了集合运算符以实现卫星任务规划中的集合推理操作。4、采用预置文本法与追踪解释法相结合的方法设计了卫星任务规划解释器,其中预置文本法对用户的“Why”型问题进行解答,追踪解释法对用户的“How”型问题进行解答。5、实现了面向卫星任务规划的专家系统,为生成优化的卫星任务规划方案提供了决策支持,提高了卫星任务规划的效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 论文研究内容与组织结构
• 1.3.1 论文的研究内容
• 1.3.2 论文的组织结构
• 第二章 面向卫星任务规划的专家系统总体结构
• 2.1 卫星任务规划问题分析
• 2.1.1 对地观测卫星任务实施过程概述
• 2.1.2 卫星任务规划问题
• 2.1.3 卫星任务规划现存问题分析
• 2.2 专家系统的技术基础
• 2.2.1 专家系统的基本功能
• 2.2.2 专家系统的基本组成
• 2.2.3 专家系统的关键技术
• 2.3 面向卫星任务规划的专家系统设计思想
• 2.4 面向卫星任务规划的专家系统系统结构
• 2.4.1 面向卫星任务规划的专家系统功能组成
• 2.4.2 面向卫星任务规划的专家系统技术组成
• 2.4.3 面向卫星任务规划的专家系统应用流程
• 2.5 本章小结
• 第三章 面向卫星任务规划的专家系统的关键技术研究
• 3.1 卫星任务规划知识表示
• 3.1.1 CLIPS 标准的知识表示
• 3.1.2 扩充的中文产生式系统的知识表示
• 3.1.3 卫星任务规划事实表示
• 3.1.4 卫星任务规划规则表示
• 3.2 卫星任务规划推理方法
• 3.2.1 基于CLIPS 推理引擎进行推理
• 3.2.2 推理机制
• 3.2.3 控制策略
• 3.2.4 集合运算符的设计
• 3.2.5 推理过程
• 3.3 卫星任务规划解释器的设计
• 3.3.1 解释机制
• 3.3.2 解释器的实现技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 面向卫星任务规划的专家系统实现
• 4.1 系统结构
• 4.1.1 系统功能组成
• 4.1.2 知识库的设计
• 4.1.3 接口设计
• 4.2 系统实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 主要研究成果
• 5.2 进一步的研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果