基于间隔圈数模型的卫星调度问题求解方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于间隔圈数模型的卫星调度问题求解方法和装置。所述方法包括：获取目标观测任务，构建卫星观测模型，构建每个待观测目标的间隔圈数收益函数，根据卫星观测模型以及间隔圈数收益函数，构建最大化收益的目标函数以及约束条件，得到卫星调度优化问题，采用分解方式对卫星调度优化问题进行分解，得到主问题和定价子问题，通过对主问题和定价子问题进行求解，得到卫星调度方案。采用本方法能够提高基于间隔圈数模型求解的效率。本方法能够提高基于间隔圈数模型求解的效率。本方法能够提高基于间隔圈数模型求解的效率。

【技术实现步骤摘要】
基于间隔圈数模型的卫星调度问题求解方法和装置


[0001]本申请涉及卫星任务调度
，特别是涉及一种基于间隔圈数模型的卫星调度问题求解方法和装置。

技术介绍

[0002]光学对地观测卫星是通过搭载的光学遥感器（有效载荷）对地球表面和低层大气进行探测以获取相关信息的一类卫星平台。光学对地观测卫星具有覆盖范围广，信息获取精度高，不受空域国界限制，不涉及人员安全等优势，被广泛应用于态势侦察、目标识别、地球资源探测、自然灾害监视、城市规划和农作物监测等领域。
[0003]卫星运行于一定的轨道，同一轨道圈次内有很多目标可能被观测，每个目标都具有相应的观测时间窗口。为了充分利用宝贵的卫星资源，获取最大数量、最优观测效果的地面目标影像数据，需要对什么时间、对哪些目标进行观测实施合理的规划调度。因此，研究对地观测卫星调度问题，对于提高卫星资源使用效率，满足用户需求具有重要意义。
[0004]传统的对地观测卫星调度问题研究都是假设目标只需要一次观测即可完成任务，满足用户需求，因此问题建模时假设每个目标最多观测一次。虽然该假设便于问题建模描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于间隔圈数模型的卫星调度问题求解方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标观测任务；所述目标观测任务包括：普通观测任务和精确观测任务；所述精确观测任务在所述普通观测任务之后，以及所述普通观测任务与所述精确观测任务执行的时间间隔与所述精确观测任务完成的成功率相关；构建卫星观测模型；所述卫星观测模型包括：有向图，所述有向图中的节点包括：待观测目标、虚拟起点以及虚拟终点；构建每个待观测目标的间隔圈数收益函数；所述间隔圈数收益函数表示完成待观测目标观测在间隔圈次完成两次观测的收益；根据所述卫星观测模型以及所述间隔圈数收益函数，构建最大化收益的目标函数以及约束条件，得到卫星调度优化问题；采用DW分解方式对所述卫星调度优化问题进行分解，得到主问题和定价子问题；通过对所述主问题和所述定价子问题进行求解，得到卫星调度方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建卫星观测模型，包括：构建卫星观测模型包括有向图，其中节点集合为，弧集合为，节点0和对应没有收益的虚拟起点和虚拟终点，表示有收益的节点集合；在所述卫星观测模型中，每个目标对应一个持续观测时间，以及设置圈次集合为；其中，每圈次都从虚拟起点出发，返回虚拟终点；每圈次对目标的可观测时间窗口是，每圈次经过目标和的转换时间为。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构建每个待观测目标的间隔圈数收益函数，包括：将两次观测的待观测目标拆分为两个目标，包括：目标和目标，，表示第一次观测的目标集合，表示第二次观测的目标集合；设置每个目标两次观测间隔的圈数，其中，；设置目标在间隔圈后完成两次观测后完成的收益为：；其中，表示目标在间隔圈后完成两次观测后完成的收益。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述卫星观测模型以及所述间隔圈数收益函数，构建最大化收益的目标函数以及约束条件，得到卫星调度优化问题，包括：
根据所述卫星观测模型以及所述间隔圈数收益函数，构建最大化收益的目标函数为：；其中，表示目标完成两次观测所在圈次是否间隔圈；构建约束条件包括：观测起点和终点约束为：；其中，起点为节点0，终点为节点；流平衡约束为：；其中，和分别表示每圈次从目标到目标和每圈次从目标到目标；观测约束为：；完成观测约束为：；决策变量约束为：；观测圈次约束为：；观测排序约束为：；其中，表示每圈次观测目标的开始时间，为正整数；时间窗约束为：；；决策变量取值范围约束为：；；
。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建江，李娇娇，周鋆，潘晓刚，李卫丽，罗佳妮，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：