一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法技术

本发明专利技术提供一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，根据传感器不同成像模式任务需求，分析各类资源与任务的能力匹配关系、动态任务约束网络的时空逻辑约束关系，建立高效的协同任务分配和协调机制，满足时效性、经济性和灵活性三方面的需求，构建层次化分布式各类卫星资源联合任务规划技术，实现资源的综合管控与联合任务规划。针对用户对不同时间周期任务的特点和要求，同时利用合理的规则和前瞻机制，制定相关调度策略、模型和方法，实现对动态环境和需求的快速响应，完成微小卫星集群的协同任务规划。协同任务规划。协同任务规划。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法


[0001]本专利技术涉及一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，属于航天科学


技术介绍

[0002]如今，世界各国都在积极发射部署地球观测卫星，虽然卫星数量大幅度增加，但是仍然满足不了日益增长的全球遥感数据需求，因此，最大程度的获取有效卫星条带成为一种技术发展的必然趋势。目前我国大多数卫星遥感观测需求需要卫星运行管理单位运用充足的人力手动协调卫星观测的角度，或者在一定程度上采用简单调度算法，随着卫星数量的增加，手动协调的方式需要被智能化协同规划方法所取代。常规智能化协同规划方法为建立模拟场景，载入卫星轨道参数、卫星载荷参数与其他约束条件，模拟卫星过境场景，按照“最大覆盖率”或“最小观测角度”调取卫星资源库中卫星对目标区进行多次覆盖，直至完成拍摄任务。
[0003]现有的智能化协同规划方法可以完成目标区的全部覆盖任务，按照“过境即拍”的原则，大幅度利用了卫星过境时间，但未能根据地球自转及近极地太阳同步卫星轨道特点合理设置传感器拍摄任务，导致拍摄条带面积重叠度高，空间资源的获取率较低。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据地物类别及任务需求将目标区域分解为多个子区域；(2)根据有效条带的拍摄开始时间和子区域优先级对所有有效条带进行排序，得到第一有效条带序列；(3)删除有第一有效条带序列中不满足影像需求约束条件的有效条带，得到第二有效条带序列；(4)根据第二有效条带序列建立目标区采集模型；所述目标区采集模型使目标区域的覆盖最大化且使采集次数，采集成本或最终采集时间中的一项或一项以上的组合最小化；(5)根据各子区域的地物类别和任务需求设置不同载荷，按照步骤(4)所得目标区采集模型执行拍摄计划。2.根据权利要求1所述的一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，所述有效条带为任一卫星在拍摄时间间隔所采集的条带中与目标区域重叠的部分；所述拍摄时间间隔处于任务时间范围内。3.根据权利要求1所述的一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，所述步骤(3)中的影像需求约束条件包括光照、云量、拍摄时间、覆盖度或侧摆角。4.根据权利要求1所述的一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述目标区采集模型使采集成本最小化；目标区采集模型包括固定传感器目标区采集模型；所述固定传感器目标区采集模型的建立包括以下步骤：(411)定义第二有效条带序列中包含n个有效条带，各有效条带表示为b
i
，1≤i≤n；将b
i
与目标区域之间以及各有效条带b
i
之间的所有交集划分为m个子兴趣区，所述各子兴趣区记为SSR
j
，1≤j≤m；(412)引入目标区采集模型的约束条件；(413)根据步骤(411)和(412)建立固定传感器目标区采集模型。5.根据权利要求4所述的一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，步骤(412)中，所述约束条件包括：同一卫星在同一时刻的拍摄次数不多于1次；通过与所述各子兴趣区相对应的覆盖深度d
j
，1≤j≤m约束各子兴趣区的拍摄次数；所述覆盖深度d
j
按照任务需求设定，d
j
≥0。6.根据权利要求5所述的一种基于多星多载荷的卫星集群协同规划方法，其特征在于，固定传感器目标区采集模型如下：固定传感器目标区采集模型如下：固定传感器目标区采集模型如下：其中，c
i
为获取b
i
的采集成本，c
i
>0；x
i
为二进制变量，x
i
＝1代表获取b
i
，x
i
＝0代表不获
取b
i
；q
ij
代表有效条带b
i
是否覆盖子兴趣区SSR
j
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振坤，万伟，杜兴强，赵新伟，郝雪涛，
申请(专利权)人：中国资源卫星应用中心，
类型：发明
国别省市：