论文摘要
随着对地观测技术的日新月异,临近空间以其独特的资源优势成为各国关注的焦点。平流层飞艇作为临近空间对地观测的主要平台,具有分辨率高、全天候持续观测、覆盖区域大、可定点悬停与巡航机动等特点,填补了卫星对地观测与无人机对地观测之间的领域空白。为了充分发挥平流层多飞艇对地观测的优势,需要对多飞艇部署位置、任务分配进行合理规划,使满足各种约束下的观测收益最大化,以提高对地观测系统效能。论文结合现有的国内外研究成果,针对多飞艇多载荷对地观测任务规划的几个关键问题展开研究,主要研究成果包括以下几个方面:1、建立了基于本体的飞艇平台、载荷、任务描述模型。论文首先对多飞艇多载荷对地观测问题进行概述,从整体上阐明研究对象后通过分析其工作过程、工作特点,理清资源特性和任务需求及其约束条件,然后采用基于本体的建模方法对飞艇平台、载荷、任务进行了建模,使问题表达规范化、清晰化、统一化。2、研究了载荷侧摆条件下的成像近似计算方法。飞艇所携带载荷通过侧摆实现大范围立体覆盖,侧摆会影响载荷的地表投影范围,从而影响观测分辨率。首先对载荷的固有特性进行分析,然后研究了特殊情况(观测点与艇下点同纬度)和一般情况下成像视场的近似计算。在此基础上,对飞艇的覆盖范围和侧摆情况下的观测分辨率计算进行了研究,得出观测分辨率随距离衰减较大、必须考虑其对观测质量的影响的结论。3、提出了基于混沌粒子群的多飞艇位置部署方法。在对多飞艇位置部署问题进行详细分析的基础上,建立了适当的约束满足优化模型。采用粒子群优化方法对问题进行求解,并利用混沌优化对算法进行改进,使原有算法在具备计算简单、收敛速度快等优点的同时,克服了初始解随机、早熟收敛的缺陷。仿真实验表明,该方法对于解决多飞艇位置部署问题快速有效。4、提出了基于离散粒子群的多飞艇任务分配方法。通过对多飞艇任务分配问题的分析,理清内在约束与目标要求,建立了多约束组合优化模型。利用重新定义粒子群操作算子的离散粒子群算法,并通过混沌和变异对算法进行改进,仿真实验验证了该算法能够有效提高多飞艇任务分配的效率。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 研究背景1.1.2 研究意义1.2 课题研究现状1.2.1 飞艇发展现状1.2.2 位置部署技术研究现状1.2.3 任务分配技术研究现状1.2.4 研究现状总结1.3 论文的研究内容及组织结构1.3.1 研究内容1.3.2 论文的组织结构第二章 多飞艇多载荷对地观测问题分析与建模2.1 多飞艇多载荷对地观测问题概述2.2 飞艇对地观测问题分析2.2.1 飞艇对地观测工作过程2.2.2 飞艇对地观测工作特点2.2.3 资源特性与任务需求分析2.3 基于本体的飞艇平台、载荷、任务描述模型2.3.1 本体建模理论2.3.2 飞艇平台本体模型2.3.3 载荷本体模型2.3.4 任务本体模型2.4 本章小结第三章 载荷侧摆条件下的成像近似计算3.1 载荷成像视场分析3.1.1 载荷垂直视场分析3.1.2 特殊情况下的成像视场近似计算3.1.3 一般情况下的成像视场近似计算3.2 飞艇覆盖范围近似计算3.3 载荷成像分辨率近似计算3.4 本章小结第四章 基于混沌粒子群的多飞艇位置部署方法研究4.1 多飞艇位置部署问题分析与建模4.1.1 问题分析4.1.2 约束满足优化模型4.2 基于混沌粒子群的多飞艇位置部署方法4.2.1 基本粒子群算法4.2.2 混沌优化4.2.3 多飞艇位置部署计算流程4.2.4 算法复杂度分析4.3 仿真实验与分析4.4 本章小结第五章 基于离散粒子群的多飞艇任务分配方法研究5.1 多飞艇任务分配问题分析与建模5.1.1 问题分析5.1.2 约束满足优化模型5.2 基于离散粒子群的多飞艇任务分配方法5.2.1 离散粒子群算法5.2.2 基于混沌和变异的改进算法5.2.3 多飞艇任务分配算法流程5.2.4 算法复杂度分析5.2.5 离散粒子群与混沌粒子群比较5.3 仿真实验与分析5.4 本章小结第六章 实验系统设计与实现6.1 多飞艇多载荷对地观测任务规划实验系统设计6.1.1 实验系统体系结构设计6.1.2 实验系统技术体系6.1.3 实验系统处理流程6.2 系统关键模块实现6.2.1 多飞艇位置部署模块实现6.2.2 多飞艇任务分配模块实现6.3 本章小结第七章 总结与展望7.1 主要研究成果7.2 进一步展望致谢参考文献作者在学期间取得的学术成果在学期间参加的与本课题相关的科研项目
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标签：多飞艇论文; 对地观测论文; 任务规划论文; 本体论文; 混沌粒子群论文; 离散粒子群论文;
