本书面向大规模、网络化、智能化的卫星系统发展需要，针对“烟囱式”“一星一系统”的卫星任务调度系统研发与应用问题，提出了卫星任务调度通用建模方法，以及适用卫星常规、应急任务调度的自适应并行模因演化算法与分布式动态滚动优化算法，设计、实现了卫星任务调度引擎，并运用实例验证了其有效性。
本书所设计实现的卫星任务调度引擎，可解决四类典型卫星任务调度的通用化建模与求解问题，为国产卫星任务调度通用系统与基础软件的开发提供重要参考。
本书适合管理科学与工程及卫星运控、测控应用领域科研工作者、工程技术人员和相关专业研究生参考。

邢立宁，西安电子科技大学教授，博士生导师，中国仿真学会智能仿真优化与调度专委会主任委员。全国百篇优秀博士学位论文获得者，湖南省杰出青年科学基金获得者，入选湖湘青年科技创新创业平台培养对象和教育部新世纪优秀人才支持计划。长期从事复杂系统建模、规划、优化、决策和管理理论方法等方面的研究工作，在卫星运行管理与控制、卫星任务规划调度等领域开展了深入研究。发表论文100余篇（SCI检索50余篇），6篇论文为ESI引用前10%论文；相关成果获中国仿真学会科学技术奖创新技术奖一等奖、吴文俊人工智能科学技术创新奖二等奖、湖南省自然科学奖二等奖，申请国家发明专利40余项。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的与意义
1.2 卫星任务调度模型研究现状
1.2.1 遥感卫星任务调度模型
1.2.2 中继通信卫星任务调度模型
1.2.3 导航卫星任务调度模型
1.2.4 卫星测控任务调度模型
1.3 卫星任务调度算法研究现状
1.3.1 启发式算法
1.3.2 精确求解算法
1.3.3 元启发式算法
1.4 卫星任务调度通用求解技术发展现状
1.4.1 数学规划求解器CPLEX
1.4.2 通用卫星调度软件STK/Scheduler
1.4.3 卫星任务规划软件Europa 2
1.4.4 “高景一号”任务调度分系统
1.5 本书主要工作
1.5.1 研究内容与组织结构
1.5.2 技术路线
1.5.3 创新点
第2章 卫星任务调度引擎顶层设计
2.1 卫星任务调度问题界定
2.1.1 任务界定
2.1.2 资源界定
2.1.3 问题特征
2.2 卫星任务调度引擎功能定位
2.2.1 基本定义
2.2.2 功能需求
2.3 卫星任务调度引擎框架设计
2.3.1 设计思路
2.3.2 引擎框架
2.3.3 优势分析
2.4 本章小结
第3章 卫星任务调度通用化建模方法
3.1 卫星任务调度通用化建模流程
3.1.1 需求分析
3.1.2 流程设计
3.2 卫星任务调度问题精细化描述
3.2.1 四元组
3.2.2 任务集
3.2.3 资源集
3.2.4 评分集
3.3 卫星任务调度通用0-1混合整数决策模型
3.3.1 决策变量与决策矩阵
3.3.2 优势分析
3.4 卫星任务调度约束模型与约束网络
3.4.1 约束分析与分类
3.4.2 约束模板与示例
3.4.3 约束网络与约束值计算
3.4.4 优势分析
3.5 卫星任务调度收益模型
3.5.1 遥感卫星任务调度收益函数
3.5.2 中继通信卫星任务调度收益函数
3.5.3 导航卫星任务调度收益函数
3.5.4 卫星测控任务调度收益函数
3.6 本章小结
第4章 面向卫星常规任务调度的通用化求解方法
4.1 自适应并行模因演化的通用算法框架
4.1.1 需求分析
4.1.2 算法框架
4.1.3 优势分析
4.2 基于启发式的快速初始解构造策略
4.2.1 通用流程
4.2.2 启发式算法
4.2.3 时间复杂度
4.3 基于并行搜索的通用局部优化策略
4.3.1 通用流程
4.3.2 算法池
4.3.3 算子池
4.3.4 增量式约束计算算法
4.4 基于竞争的算法算子自适应选择策略
4.4.1 通用流程
4.4.2 当前最优解集
4.4.3 竞争与使用概率更新
4.4.4 淘汰机制
4.5 基于种群演化的全局优化策略
4.5.1 通用流程
4.5.2 交叉算子
4.5.3 修复算子
4.6 算法在benchmark问题中的性能检验
4.6.1 定向问题
4.6.2 带时间窗口的定向问题
4.6.3 时间依赖的带时间窗口的定向问题
4.6.4 简化版遥感卫星常规任务调度问题
4.7 本章小结
第5章 面向卫星应急任务调度的通用化求解方法
5.1 分布式动态滚动的通用算法框架
5.1.1 需求分析
5.1.2 算法框架
5.1.3 优势分析
5.2 基于动态合同网的任务协商与分配策略
5.2.1 通用流程
5.2.2 标书制定
5.2.3 评标算法
5.3 基于滚动时域的单平台任务重调度策略
5.3.1 通用流程
5.3.2 窗口与滚动方式定义
5.3.3 重调度算法
5.4 基于可调度性预测的任务快速插入策略
5.4.1 通用流程
5.4.2 可调度性预测模型
5.5 基于约束网络的实时冲突消解策略
5.5.1 通用流程
5.5.2 任务冲突度计算算法
5.5.3 冲突消解启发式算法
5.6 本章小结
第6章 卫星任务调度引擎应用实验
6.1 实验准备
6.1.1 实验目的
6.1.2 引擎部署
6.1.3 算法及参数设置
6.2 遥感卫星任务调度实验
6.2.1 实验场景
6.2.2 常规调度实验
6.2.3 应急调度实验
6.3 中继通信卫星任务调度实验
6.3.1 实验场景
6.3.2 常规调度实验
6.3.3 应急调度实验
6.4 导航卫星任务调度实验
6.4.1 实验场景
6.4.2 常规调度实验
6.4.3 应急调度实验
6.5 卫星测控任务调度实验
6.5.1 实验场景
6.5.2 常规调度实验
6.5.3 应急调度实验
6.6 卫星任务调度引擎推广应用
6.7 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 未来工作展望
参考文献
附录A 卫星任务调度通用化模型数学符号及说明
附录B 卫星任务调度引擎Java程序架构及说明
附录C 缩写词列表