基于MOGA的HXMT天文衛(wèi)星巡天掃描智能規(guī)劃模型.pdf

1、從上世紀(jì)至今，國際上已發(fā)射的天文衛(wèi)星有100多顆，覆蓋的能量范圍從微波直到超高能γ射線(約500MeV)，取得了大量的觀測研究成果。由于成像技術(shù)方面的困難，處于20千電子伏至300千電子伏(20keV～300keV)的硬X射線巡天觀測基本屬于空白。天體物理學(xué)家注意到，這個能區(qū)的高靈敏度巡天觀測恰恰是了解天體高能物理過程的關(guān)鍵手段。 HXMT(硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡)天文衛(wèi)星是我國自主研發(fā)的第一顆天文衛(wèi)星，它正是針對硬X射線能區(qū)的。因

2、此，它可以說是我國高能天體物理的一個里程碑。 關(guān)于巡天掃描觀測的規(guī)劃模型，國內(nèi)外的研究非常少，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可遵循。本文以HXMT天文衛(wèi)星的巡天掃描觀測模式為研究對象，針對其衛(wèi)星需求，建立了針對天球星象點(diǎn)軌跡的智能規(guī)劃模型。該模型利用軌道面進(jìn)動和軌道運(yùn)動相結(jié)合的方法，并且通過對掃描任務(wù)的智能控制，來實(shí)現(xiàn)對天球的掃描。這種觀測方式最大的優(yōu)點(diǎn)是極大地簡化了飛行任務(wù)，不需要在巡天掃描期間對飛行器進(jìn)行主動控制，只要規(guī)劃好飛行任務(wù)，做好姿

3、態(tài)調(diào)整，僅依靠軌道面進(jìn)動和軌道運(yùn)動就能完成巡天掃描。 本文提出的智能規(guī)劃模型是基于多目標(biāo)遺傳算法的，它在不增加姿態(tài)機(jī)動模式的基礎(chǔ)上，有效的解決了能源輸出問題，在能源輸出和姿態(tài)機(jī)動上取得了很好的均衡，并實(shí)現(xiàn)了對除天冠之外的天球的均勻掃描。 本文針對HXMT天文衛(wèi)星智能規(guī)劃模型的特點(diǎn)，還提出了一種新的編碼方式——準(zhǔn)三維實(shí)值編碼方式，這種編碼方式完整的描述了HXMT天文衛(wèi)星巡天掃描期間所攜帶的信息，并且大大地節(jié)約了試驗(yàn)時間。