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Agile Earth Observation Satellite Scheduling With a Quantum Annealer

Stollenwerk, Tobias und Michaud, Vincent und Lobe, Elisabeth und Picard, Mathieu und Basermann, Achim und Botter, Thierry (2021) Agile Earth Observation Satellite Scheduling With a Quantum Annealer. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 57 (5), Seiten 3520-3528. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TAES.2021.3088490. ISSN 0018-9251.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9456916

Kurzfassung

We present a comparison study of state-of-the-art classical optimization methods to a D-Wave 2000Q quantum annealer for the scheduling of agile Earth observation satellites. The problem is to acquire high-value images while obeying the attitude maneuvering constraint of the satellite. In order to investigate close to real-world problems, we created benchmark problems by simulating realistic scenarios. Our results show that a tuned quantum annealing approach can run faster when used to find the optimal solution than a classical exact solver for some of the problem instances. Moreover, we find that the solution quality of the quantum annealer is comparable to the heuristic method used operationally for small problem instances, but degrades rapidly due to the limited precision of the quantum annealer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189617/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Agile Earth Observation Satellite Scheduling With a Quantum Annealer
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stollenwerk, Tobiastobias.stollenwerk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5445-8082NICHT SPEZIFIZIERT
Michaud, VincentAirbus Defence and Space GmbHhttps://orcid.org/0000-0002-7270-3165NICHT SPEZIFIZIERT
Lobe, ElisabethElisabeth.Lobe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3473-8906NICHT SPEZIFIZIERT
Picard, MathieuAirbus Defence and Space GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Basermann, AchimAchim.Basermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3637-3231NICHT SPEZIFIZIERT
Botter, ThierryAirbus Defence and Space GmbHhttps://orcid.org/0000-0002-1204-5113NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2021
Erschienen in:IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:57
DOI:10.1109/TAES.2021.3088490
Seitenbereich:Seiten 3520-3528
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTIEEENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0018-9251
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Agile satellite, classical optimization, earth observation satellite, quantum annealer, quantum optimization, scheduling
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Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Softwaretechnologie
Hinterlegt von: Lobe, Elisabeth
Hinterlegt am:05 Dez 2022 13:37
Letzte Änderung:05 Dez 2022 13:37

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