Planification et replanification pour une constellation de satellites agiles d'observation de la Terre

par Romain Grasset-Bourdel

Thèse de doctorat en Automatique et informatique

Sous la direction de Gérard Verfaillie.

Soutenue en 2011

à Toulouse, ISAE .

mots clés

• Planification d'actions
• Planification de mouvements
• Replanification
• Satellites d'observation de la Terre
• Ordonnancement dépendant du temps
• Satellites artificiels en télédétection -- Thèses et écrits académiques
• Ordonnancement (informatique) -- Thèses et écrits académiques
• Planification -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Le contexte dans lequel s'inscrivent ces travaux est le projet européen MUSIS, et plus précisément la gestion de satellites équipés d'instruments d'observation optique à haute résolution. Un premier objectif était de percevoir un algorithme capable de construire, en une seule passe et en un temps limité, un plan qui couvre toutes les activités de satellites agiles d'observation de la Terre (observation de zones au sol, manœuvres orbitales, pointage héliocentriques et géocentriques, vidage de données en parallèle, activations des instruments), qui respecte toutes les contraintes physiques (y compris celles liées à la trajectoire en attitude), et qui satisfasse autant que possible les requêtes d'utilisateurs. Le second objectif était de traiter la version dynamique du problème qui se pose lorsque des requêtes urgentes d'observation arrivent en cours d'exécution du plan journalier, en tenant compte des exigences de qualité et de stabilité des plans et de temps de calcul cette fois très limité. L'algorithme de planification élaboré est une succession de recherches chronologiques en avant, avec des règles de décision dédiées et des mécanismes de backtrack en cas de violation de contraintes. Une approche pragmatique a également été proposée pour résoudre le problème de replanification. Elle consiste à utiliser l'algorithme de planification journalière en jouant sur les priorités, les poids et les observations candidates. Un environnement expérimental intégrant les mécanismes de décision retenus a été développé. Les expérimentations effectuées sur des instances réalistes attestent des bonnes performances de l'algorithme en terme de calcul et de qualité des résultats, en modes planification et replanification.

Titre traduit

Planning and replanning for a constellation of agile Earth-observing satellites

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