一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法及装置，涉及灾害监测技术领域，有助于满足灾害应急观测。本发明专利技术的主要技术方案为：获取灾情信息和观测需求信息，确定观测目标和成像时间、参与任务规划的卫星资源；根据观测需求信息设计观测成像策略，观测成像策略至少包括：时间优先成像策略和质量优先成像策略，时间优先成像策略指优先短时间覆盖观测目标区域，质量优先成像策略指在既定时间内优先进行不侧摆成像，剩余区域按照侧摆角度最小原则进行覆盖；根据观测目标、成像时间、参与任务规划的卫星资源、观测成像策略，构建多星观测任务规划模型；利用多星观测任务规划模型完成多星观测任务规划问题求解，得到多星任务规划方案。

【技术实现步骤摘要】
一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法及装置
本专利技术涉及灾害监测
，尤其涉及一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法及装置。
技术介绍
我国地域辽阔，地理环境复杂，是世界上自然灾害最为严重的国家之一，给人民的生命财产安全和社会经济正常发展带来巨大威胁。自然灾害具有突发性强、波及面广、危害性大等特点，传统的地面监测技术越来越难以满足大范围、多时相、快速响应的灾害应急观测需求。卫星遥感技术具有宏观、快速、动态、准确等特点，对地观测卫星不仅可以实现千米尺度的全球宏观观测和米级尺度的重点区域高分辨率观测，而且具有高时间分辨率的连续观测能力和针对特定目标的机动观测能力，已成为防灾、减灾、救灾领域不可或缺的技术和信息支持手段。目前，国内外学者针对卫星任务规划开展的研究多以常规任务为背景，主要以研究任务规划模型及算法为主，通常采用提前预设观测计划模式。例如，中国电子科技集团公司第五十四研究所(如专利文献CN109409775A[P].2019-03-01)提出一种卫星联合任务规划方法，包括构建卫星任务观测模型、在假设条件下构建卫星观测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取灾情信息和观测需求信息；/n根据所述灾情信息和观测需求信息，确定观测目标和成像时间；/n根据所述灾情信息和观测需求信息，确定参与任务规划的卫星资源；/n根据所述观测需求信息，设计观测成像策略，所述观测成像策略至少包括：时间优先成像策略和质量优先成像策略，所述时间优先成像策略指优先短时间覆盖观测目标区域，所述质量优先成像策略指在既定时间内优先进行不侧摆成像，剩余区域按照侧摆角度最小原则进行覆盖；/n根据所述观测目标、所述成像时间、所述参与任务规划的卫星资源、所述观测成像策略，构建多星观测任务规划模型；/n利用所述多...

【技术特征摘要】
1.一种面向灾害应急的多星协同观测任务规划方法，其特征在于，所述方法包括：
获取灾情信息和观测需求信息；
根据所述灾情信息和观测需求信息，确定观测目标和成像时间；
根据所述灾情信息和观测需求信息，确定参与任务规划的卫星资源；
根据所述观测需求信息，设计观测成像策略，所述观测成像策略至少包括：时间优先成像策略和质量优先成像策略，所述时间优先成像策略指优先短时间覆盖观测目标区域，所述质量优先成像策略指在既定时间内优先进行不侧摆成像，剩余区域按照侧摆角度最小原则进行覆盖；
根据所述观测目标、所述成像时间、所述参与任务规划的卫星资源、所述观测成像策略，构建多星观测任务规划模型；
利用所述多星观测任务规划模型，完成多星观测任务规划问题求解，得到多星任务规划方案。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述灾情信息和观测需求信息，确定参与任务规划的卫星资源，包括：
根据所述灾情信息，确定灾害种类、目标应急响应等级、灾区气象条件；
根据所述观测需求信息，确定观测要素；
通过查找应急响应等级、观测任务等级两者之间的预设映射关系，得到所述目标应急响应等级对应的观测任务等级，所述观测任务等级用于指示调用卫星资源规则；
根据所述观测任务等级，并结合所述灾害种类、所述灾区气象条件及所述观测要素，调用与所述灾害种类匹配的卫星资源。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述观测目标至少包括点目标和区域目标，其中，所述点目标是指由单星可以一次观测完成的目标，所述区域目标的成像区域由一个多边形表示并需要由多次观测来完成对一个区域目标的观测。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述观测目标、所述成像时间、所述参与任务规划的卫星资源、所述观测成像策略，构建多星观测任务规划模型，包括：
根据所述观测目标，构建对应的观测任务；
根据所述观测任务，构建考虑任务分解及任务合成的多目标整数规划模型，所述模型包含三个优化目标函数：最大化任务收益、最小化成像完成时间、最小化分解方案的平均侧摆角度，所述任务收益为对点目标及区域目标分别构造收益函数，再综合计算对应的收益；
根据不同观测成像策略，选取优化目标组合，其中，时间优先成像策略选取最大化任务收益、最小化成像完成时间两个优化目标，质量优先成像策略选取最大化任务收益、最小化分解方案的平均侧摆角度两个优化目标；
设置所述规划模型的约束条件，所述约束条件至少包括：点目标的唯一性约束、相邻任务转换时间约束、任务时间窗口约束、任务合成时间约束、任务合成角度约束、卫星单圈成像时长约束、卫星存储约束、卫星能量约束。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述观测目标，构建对应的观测任务，包括：
获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌华，于飞，周艺，王冠珠，王福涛，乔志远，王世新，隋正伟，王智勇，
申请(专利权)人：二十一世纪空间技术应用股份有限公司，中国科学院空天信息创新研究院，中国资源卫星应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11