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| 編輯推薦： |
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本书针对我国大规模星群的星上任务在线协同领域的多个亟待解决的问题进行深入地研究和探讨，提出了多个数学模型及相应的求解方法，并结合当前技术现状和未来的发展，能够扩展读者的视野和知识面，为相关领域科研技术人员提供有实用价值的参考。
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| 內容簡介： |
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近年来，我国卫星技术经历深度变革，单星体积小型化、星上系统智能化和星间链路网络化技术的蓬勃发展为实施大规模星群建设、管理、应用提供了技术基础。然而，爆发式增长的卫星节点数目及伴随而来的更为复杂的用户需求，对高效发挥大规模星群协同能力提出了严峻的挑战。对此，本书面向大规模星群的星上任务在线协同问题，深入浅出地介绍问题中的重要概念、特性和挑战，引入“分而治之”的思想实现问题的有效降维，提炼出“自组织分簇”“簇内协同”“簇间协同”“去中心化协同”4个关键问题。
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| 關於作者： |
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杨唯一，国防科技大学系统工程学院讲师，2024年获国防科技大学管理科学与工程专业博士学位，于2017年赴英国邓迪大学交换学习，于2022.8-2024.8在哈尔滨工业大学联合培养。研究方向包括对地观测卫星任务规划与调度、智能博弈优化理论与方法及分布式多智能体在线协同，作为骨干成员参与国家和省部级项目10余项。目前在国内外重要刊物和会议上发表学术论文10余篇，其中SCI检索5篇，申请和授权国家发明专利10余项。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.2研究现状
1.2.1大规模星群发展建设现状
1.2.2大规模星群协同架构现状
1.2.3大规模星群分簇方法现状
1.2.4大规模星群任务协同方法现状
1.2.5研究现状分析
1.3本书研究内容与创新点
1.3.1本书研究内容
1.3.2本书创新点
第2章面向大规模星群的星上任务在线协同架构设计
2.1问题定义与研究假设
2.1.1问题定义
2.1.2研究假设
2.1.3问题特点与难点
2.2面向大规模星群的在线协同架构
2.2.1协同架构介绍
2.2.2协同架构设计
2.2.3问题分解
2.3本章小结
第3章基于联盟构成博弈的星群自组织分簇方法
3.1问题建模与分析
3.1.1系统建模
3.1.2问题描述与建模
3.1.3问题分析
3.2基于联盟构成博弈的星群自组织分簇方法介绍
3.2.1联盟构成博弈描述与建模
3.2.2基于联盟构成博弈的自组织分簇方法设计
3.2.3算法分析
3.3仿真实验与结果分析
3.3.1实验设计
3.3.2实验结果及分析
3.4本章小结
第4章基于竞拍博弈的星群簇内在线协同方法
4.1问题建模与分析
4.1.1任务在线到达模式分析
4.1.2问题描述与建模
4.1.3竞拍博弈问题建模
4.1.4问题分析
4.2基于反向竞拍机制的星上任务簇内在线协同方法
4.2.1面向频繁任务到达的未来有益在线竞拍算法
4.2.2面向批次任务到达的双重禁忌多轮竞拍算法
4.2.3算法分析
4.3仿真实验与结果分析
4.3.1实验设计
4.3.2实验结果及分析
4.4本章小结
第5章基于多方竞拍博弈的星群簇间在线协同方法
5.1问题建模与分析
5.1.1问题描述与建模
5.1.2多方竞拍博弈问题建模
5.1.3问题分析
5.2基于多方竞拍机制的星上任务簇间在线协同方法
5.2.1面向频繁任务到达的备选任务多方竞拍算法
5.2.2面向批次任务到达的KM克隆多轮匹配竞拍算法
5.2.3基于Vickery拍卖的星簇激励机制
5.2.4算法分析
5.3仿真实验与结果分析
5.3.1实验设计
5.3.2实验结果及分析
5.4本章小结
第6章基于势能博弈的星群去中心化在线协同方法
6.1问题建模与分析
6.1.1问题分析
6.1.2问题建模
6.1.3势能博弈模型
6.2基于选择时变更优反应过程的星群去中心化在线协同方法
6.2.1SeTVBRP算法
6.2.2算法分析
6.3仿真实验与结果分析
6.3.1实验设计
6.3.2实验结果及分析
6.4本章小结
第7章结论与展望
7.1本书工作总结
7.2进一步研究展望
参考文献
附录A部分算法分析证明
附录B缩写词列表
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| 內容試閱：
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前言
国家级大型卫星星座加速建设实施，大规模星群成为国家航天一体化战略体系能力建设的重要内容。同时，单星体积小型化、星上系统智能化和星间链路网络化成为卫星发展的重要方向，是大规模星群研制建设与能力形成的重要技术基础。在技术进步和需求增长的双重推动下，面向大规模星群系统的在线协同问题逐渐引起广泛关注。这种协同不仅要求卫星之间能够高效地共享信息和资源，更强调综合运用卫星的星上自主决策和规划能力。然而，爆发式增长的卫星节点数目及更为复杂的用户需求，对如何高效发挥大规模星群协同能力提出了严峻的挑战。
为管好、建好、用好国家大规模星群，应对其智能协同的现实挑战，本书围绕星上任务在线协同这一核心议题，从博弈优化视角出发，构建了一套面向大规模星群的星上任务在线协同理论与方法体系。主要研究工作与创新点体现在以下五个方面：
(1) 构建面向大规模星群的星上任务在线协同架构，提出一种分簇协同思路。针对大规模星群系统的协同难题，该架构提炼出“自组织分簇”“簇内协同”“簇间协同”“去中心化协同”的关键问题，为后续研究提供了理论支撑。
(2) 构建基于联盟构成博弈的大规模星群分簇模型，提出一种自组织分簇方法。为应对卫星间动态复杂的通信拓扑，该方法通过设计卫星异步加入或离开星簇的决策机制，支撑了分簇协同架构的实施。
(3) 构建基于竞拍博弈的星群簇内在线协同模型，提出一种基于反向竞拍机制的在线协同方法。该方法旨在实现对频繁到达与批次到达两种在线任务模式的快速响应，设计了相应的在线竞拍算法。
(4) 构建基于多方竞拍博弈的星群簇间在线协同模型，提出一种基于多方竞拍机制的在线协同方法。为促进多中心决策下星群资源的充分利用，开展星簇间协同以实现任务在簇间的迁移和交换。
(5) 构建基于势能博弈的星群去中心化在线协同模型，提出一种改进的更优反应过程算法。为提升系统在簇首卫星失效等应急场景下的稳健性，设计了快速收敛算法，为去中心化协同提供了具备收敛性保障的求解手段。
本书各章节将对上述研究问题、建模技术与求解算法进行详细阐述。
在本书的撰写过程中，承蒙陈英武教授、何磊老师和刘晓路老师悉心指导，得到课题组全体师生、同门师友及项目合作伙伴的诸多支持与协助。特别感谢清华大学出版社陈凯仁编辑为本书出版的辛勤付出。在此，谨向所有为本专著出版提供支持的师长、同仁及专家学者致以最诚挚的谢意。
本书撰写历经3年，先后五易其稿，直至撰写完毕，我仍然认为本书还是探索之作——相较于实际大规模星群应用的发展，本书在诸多方面仍有
进一步完善的空间。限于作者自身水平，其中疏漏、错误在所难免，恳请广大读者提出宝贵建议和意见。
杨唯一
2025年4月
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