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随着航空航天技术的进步和遥感信息数据业务的增长,越来越多的中低轨卫星发射升空。由于运行维护的困难,往往选择在单个地面站构建多套接收设备而不是肆意滥造过多的地面站,因此提高单个地面站的数据接收能力成为当今亟待解决的课题。随着控制精度的提高,越来越多的控制参数需要满足,约束条件成倍增加,接收任务日益复杂化。传统的确定性任务规划算法计算过程比较复杂,无法获得最佳的卫星地面接收站任务配置方案。目前人们的研究重点多关注于带时间窗口的多星多站数据接收任务规划问题,对于单个地面站多任务硬件设备资源分配问题鲜有深入研究。 多天线卫星接收站硬件设备资源分配问题是一个基于约束条件满足的复杂硬件设备组合配置问题。本文分析了地面站数据接收的整个过程,在考虑任务执行时间、地面站可见时间窗口、地面站设备接收能力和设备链路约束的情况下对多天线地面站硬件资源分配问题建立了高可用模型。 针对所提出的高可用资源分配模型,本文使用应用较为广泛的遗传算法作为最终解决方案。以加权任务执行总时间作为染色体自适应函数值,使用整数对24小时内的任务进行编码,使用赌轮法作为选择算子,并采用最佳个体保留法以提高算法收敛度,使用限定长度的两点交叉算子产生新个体,使用两点变异算子提升进化过程中种族的遗传多样性。算法在预先设定的迭代代数后停止,保证算法可以在有限的时间内执行完毕。 在进行遗传变异的过程中,通过深度优先搜索算法确定单个染色体对应的最佳资源分配方案,计算相应染色体对应的自适应函数值。同时利用启发式信息优化搜索过程,引入负载均衡机制分配设备,降低单个设备超负荷运行的概率。 最后通过一个包含实际存在的地面接收站和15颗国内外卫星的算例仿真证明,算法迭代最终收敛,所得规划结果正确合理,与FCFS任务调度方法和基于优先级的任务调度方法进行了比较,证明了该调度方案对卫星任务规划调度接收成功率有较为明显的提高,所建模型和算法合理有效,求解速度满足现在地面站的实际需求。