深空探測是人類了解宇宙、探索太陽系、獲取更多科學認知的重要手段。隨著科學技術水平的發(fā)展，人類已經具備了通過航天活動來探索地球以外天體的能力。深空探測是21世紀世界宇航大國關注的焦點之一，它有利于促進對太陽系及宇宙形成與演化等問題的研究，有利于推動空間技術的跨越式可持續(xù)發(fā)展。深空探測任務的實施對于推動航天事業(yè)發(fā)展、引領國家科技進步與創(chuàng)新發(fā)揮著十分重要的作用。深空探測器自主技術是解決遠距離探測器自主運行和管理的一條有效途徑。智能規(guī)劃技術是實現自主探測器的關鍵技術之一。然而深空探測器自主任務規(guī)劃往往面臨系統(tǒng)難以準確描述、復雜約束推理、規(guī)劃搜索空間膨脹冗余等難題，對實現探測器自主管理提出了更大的挑戰(zhàn)。 本書共8章，對規(guī)劃知識表示方法、時間約束推理方法、規(guī)劃中資源約束處理方法、多智能體規(guī)劃技術、深空探測器任務規(guī)劃方法、多約束姿態(tài)機動規(guī)劃方法等進行了深入研究。 本書既可作為從事深空探測相關領域工作的研究人員和科技工作者的參考書，也可以作為航空宇航相關學科研究生的教材，并將對促進我國深空探測器在軌自主管理技術的進一步研究和深空探測事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。
第1章 緒論
1.1 背景介紹
1.1.1 深空探測提出的需求
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 規(guī)劃技術的發(fā)展
1.2.1 規(guī)劃問題的復雜度
1.2.2 傳統(tǒng)的規(guī)劃問題
1.2.3 約束可滿足規(guī)劃
1.2.4 等級任務網規(guī)劃
1.2.5 概率論規(guī)劃
1.2.6 基于時間的規(guī)劃技術
1.2.7 調度技術與規(guī)劃技術
1.3 基于多智能體的規(guī)劃技術
1.4 自主探測器及其任務規(guī)劃系統(tǒng)
1.4.1 自主探測器的發(fā)展
1.4.2 航天器任務規(guī)劃調度系統(tǒng)發(fā)展現狀
參考文獻
第2章 深空探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)及規(guī)劃知識模型
2.1 引言
2.2 深空探測器任務規(guī)劃問題描述
2.2.1 規(guī)劃問題
2.2.2 深空探測器系統(tǒng)組成及功能
2.2.3 深空探測器任務規(guī)劃問題及規(guī)劃目標
2.2.4 規(guī)劃系統(tǒng)動態(tài)模型
2.2.5 深空探測器任務規(guī)劃中的關鍵問題
2.2.6 深空探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)結構
2.3 基于PDDL的規(guī)劃知識建模方法
2.3.1 PDDL簡介
2.3.2 PDDL2.1 ——STRIPS框架
2.3.3 數值擴展
2.3.4 PDDL2.1 ——持續(xù)性動作
2.4 基于狀態(tài)時間線的探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)知識模型
2.4.1 深空探測器規(guī)劃知識分析
2.4.2 探測器規(guī)劃知識模型BNF定義
2.4.3 基于時間區(qū)間的廣義活動模型
2.4.4 狀態(tài)時間線模型
2.4.5 約束關系模型
2.5 基于XML的探測器規(guī)劃知識表示
2.5.1 用XML表示探測器規(guī)劃知識的優(yōu)勢分析
2.5.2 規(guī)劃知識數據文檔定義
2.5.3 基于XML的規(guī)劃知識表示
2.5.4 基于XML的規(guī)劃知識查詢和操作機制
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 時間約束網絡及其處理方法
3.1 引言
3.2 任務規(guī)劃中的時間描述和時間約束問題
3.2.1 任務規(guī)劃中的時間描述
3.2.2 任務規(guī)劃中的時間約束問題
3.3 簡單時間約束問題3.3.1 簡單時間約束問題的定義
3.3.2 簡單時間約束的語法和語義
3.3.3 任務規(guī)劃中的簡單時間約束網絡
3.3.4 簡單時間約束網的推理
3.4 基于幾何表示的時間傳播方法
3.4.1 時間約束的幾何表示方法
3.4.2 約束傳播方法
3.5 任務規(guī)劃中的時間約束網絡變化分析
3.5.1 任務規(guī)劃中的時間約束網絡
3.5.2 任務規(guī)劃中時間約束網絡變化分析
3.6 基于時間約束網絡任務規(guī)劃算法及分析
3.6.1 動態(tài)增量式時間約束網絡算法
3.6.2 動態(tài)增量式時間約束網絡算法時間復雜性分析
3.6.3 算法實驗與結果分析
3.7 本章小結
參考文獻
第4章 規(guī)劃過程中的資源約束處理方法
4.1 引言
4.2 航天器任務規(guī)劃中的資源約束問題
4.2.1 資源約束模型
4.2.2 資源約束網絡模型
4.3 資源約束處理方法
4.3.1 資源約束網絡的最大流算法
4.3.2 資源突變的時間拓撲排序方法
4.4 航天器資源約束的可分配性條件
4.4.1 規(guī)劃中資源約束的可分配性條件
4.4.2 時間拓撲排序的資源約束分配方法
4.5 仿真算例
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 深空探測器任務規(guī)劃方法
5.1 引言
5.2 基于持續(xù)動作的時間規(guī)劃方法
5.2.1 持續(xù)動作的知識表示
5.2.2 前向鏈式搜索算法
5.2.3 啟發(fā)式設計
5.3 基于迭代修復的深空探測器任務規(guī)劃方法
5.3.1 時間線模型知識
5.3.2 沖突
5.3.3 沖突修復搜索算法
5.4 基于約束可滿足問題求解技術的深空探測器任務規(guī)劃
5.4.1 約束可滿足編碼問題
5.4.2 CSP中的變量排序問題
5.4.3 CSP中的約束處理技術
5.5 本章小結
參考文獻
第6章 深空探測器多智能體任務規(guī)劃方法
6.1 引言
6.2 智能體與多智能體系統(tǒng)
6.3 基于多智能體的規(guī)劃問題求解6.3.1 規(guī)劃智能體及其特性
6.3.2 基于多智能體的規(guī)劃問題
6.3.3 基于多智能體的規(guī)劃問題復雜性分析
6.4 基于多智能體的深空探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)設計
6.4.1 基于多智能體的深空探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)結構
6.4.2 規(guī)劃管理智能體
6.4.3 規(guī)劃智能體
6.4.4 基于XML內容的規(guī)劃智能體通信機制
6.5 基于多智能體的深空探測器任務規(guī)劃與協(xié)作
6.5.1 基于時間約束網絡的規(guī)劃智能體算法
6.5.2 基于多智能體的規(guī)劃系統(tǒng)協(xié)作算法
6.6 基于多智能體的任務規(guī)劃系統(tǒng)分析和實例說明
6.6.1 基于多智能體的任務規(guī)劃系統(tǒng)智能體特性分析
6.6.2 基于多智能體的任務規(guī)劃系統(tǒng)的復雜性分析
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 多約束條件下的姿態(tài)機動規(guī)劃方法
7.1 引言
7.2 航天器姿態(tài)機動約束建模與分析
7.2.1 坐標系定義與姿態(tài)描述方法
7.2.2 航天器內部姿態(tài)約束
7.2.3 姿態(tài)指向約束
7.3 多約束下抗退繞姿態(tài)機動路徑規(guī)劃
7.3.1 路徑規(guī)劃RRT算法
7.3.2 基于CE-RRT路徑最優(yōu)規(guī)劃算法
7.3.3 仿真與分析
7.4 多約束下能量最優(yōu)姿態(tài)機動路徑規(guī)劃
7.4.1 非凸二次約束二次規(guī)劃
7.4.2 基于分支定界的姿態(tài)機動路徑規(guī)劃方法
7.4.3 仿真與分析
7.5 多約束下時間最優(yōu)姿態(tài)機動路徑規(guī)劃
7.5.1 ATDE算法全約束時間最優(yōu)問題求解
7.5.2 評價函數構造
7.5.3 仿真與分析
7.6 本章小結
參考文獻
第8章 深空探測器任務規(guī)劃技術應用
8.1 引言
8.2 深空探測器多智能體任務規(guī)劃仿真系統(tǒng)
8.2.1 仿真系統(tǒng)的總體設計
8.2.2 基于XML的深空探測器規(guī)劃知識管理系統(tǒng)設計
8.2.3 基于多智能體的探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)設計
8.2.4 規(guī)劃智能體和規(guī)劃管理智能體的實現
8.2.5 時間約束網絡及其算法的實現
8.2.6 深空探測器任務規(guī)劃系統(tǒng)仿真實驗及結果分析
8.3 航天器自主觀測任務規(guī)劃系統(tǒng)及應用
8.3.1 自主觀測任務規(guī)劃程序設計
8.3.2 自主觀測任務規(guī)劃仿真系統(tǒng)的設計與實現
8.3.3 自主觀測任務規(guī)劃結果分析平臺
8.3.4 規(guī)劃系統(tǒng)仿真與結果分析8.4 火星探測器自主任務規(guī)劃與管理系統(tǒng)設計
8.4.1 軟件設計架構
8.4.2 軟件界面總體設計
8.4.3 數據流程
8.4.4 仿真測試結果
8.5 本章小結
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