基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法

作者：马一凡; 赵凡宇^*; 王鑫; 金仲和

来源：浙江大学学报(工学版), 2021, 55(02): 395-401.

• 卫星观测任务规划
• 组合优化问题
• 深度强化学习
• 指针网络(PN)
• Actor Critic
• 多头注意力指针网络(MHA-PN)

针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习(DRL)方法对卫星观测任务规划问题进行求解.综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进行建模.基于指针网络(PN)的运行机制建立序列决策算法模型,使用Mask向量来考虑卫星观测任务规划问题中的各类约束,并通过Actor Critic强化学习算法对模型进行训练,以获得最大的收益率.借鉴多头注意力(MHA)机制的思想对PN进行改进,提出多头注意力指针网络(MHA-PN)算法.根据实验结果可以看出,MHA-PN算法显著提高了模型的训练速度和泛化性能,训练好的MHA-PN算法模型可以直接对输入序列进行端到端的推理,避免传统启发式算法迭代求解的过程,具有较高的求解效率.

• 单位
  浙江大学