适应任务的模块化卫星快速构建优化决策方法*
2021-02-01伍江江
国防科技大学学报 2021年1期
陈 浩,彭 双,杜 春,伍江江
(国防科技大学 电子科学学院,湖南 长沙 410073)
面向突发安全事件、灾害应急救援等的航天应急观测、应急通信保障、应急高精度导航任务具有突发性、短暂性和局部性的特点[1]。传统的航天系统通常以特定的长期服务为设计目的,临时调整其服务范围技术复杂、成本昂贵,难以对上述的应急航天任务提供有效支持。
因此,快速响应空间(Operationally Responsive Space,ORS)[2]的概念应运而生,并得到了各航天大国的高度重视。快速响应空间的核心理念在于通过低成本、低风险的模块化小卫星快速组装,快速测试,按需应急发射,并完成应急组网,从而有效完成各项应急航天任务。美国先后发射了Jumpstart、ORS-1、TacSat-3、TacSat-4、ORS-4和ORS-5等卫星以验证ORS相关关键技术[3]。快速响应空间技术体系涉及面较广,目前主要的研究工作集中在ORS技术体系[3-4]、ORS卫星标准化模块制造[5]、ORS卫星应急部署与组网[6]、ORS卫星在轨任务调度[7-9]、ORS卫星运控系统及应用[10-12]等方面。
随着ORS技术的不断发展与应用的不断深入,应急航天任务对卫星集合能力的要求不断细化,卫星平台与有效载荷的型号和种类也在大幅增加。于是一个新且亟待解决的问题逐渐引起了人们的关注:面向一系列的应急航天任务,如何从型号众多、能力各异的标准化卫星平台及有效载荷中快速决策出优化的卫星装配方案,在最低限度满足所有应急航天任务的前提下,使得效费比最佳。这个问题是适应任务的模块化卫星快速构建优化决策问题。目前,对该问题的研究工作较少,尚不成体系。……
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