[發明專利]一種雙星星簇的目標觀測方法

有效

• 申請號: 201711252587.5
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108037986B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳英武;褚驍庚;陳宇寧;呂濟民;陳盈果;陳成;王濤;劉曉路;邢立寧;姚鋒;賀仁杰;張忠山
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝

1.一種雙星星簇的目標觀測方法，雙星星簇包括目標發現星和目標識別星，其特征在于，包括：

Step1，目標識別星獲取輔助決策知識信息，提取目標發現星提供的前瞻信息，該前瞻信息包括目標位置信息、成像時長和觀測收益；輔助決策知識信息包括目標過濾知識和方案評估知識；

Step2，根據目標過濾知識中的觀測目標的目標成像時長的過濾閾值threPDR、目標觀測收益的過濾閾值threPro、和目標觀測收益時長比的過濾閾值threPDR，對前瞻時間窗內的目標的觀測固存性價比和觀測電量性價比進行初步的評估，以刪除前瞻信息中觀測價值較低的目標，目標信息主要包括目標位置信息、成像時長和觀測收益，衛星的使用約束主要有時間窗約束、姿態機動約束、固存約束和電量約束；

Step3，調用調度算法集中的多種啟發式算法生成多個局部觀測方案，該步驟可并行計算，局部觀測方案是指衛星在當前狀態下僅根據前瞻時間窗內的目標信息所生成的觀測方案，其中，觀測方案通過序列解描述，并利用一個調度解生成器將一個序列解翻譯成一個可行的調度解；Step3中的“調用調度算法集中的多種啟發式算法生成多個局部觀測方案”包括利用目標選取指標指導啟發式算法的搜索方向，具體如下：

利用啟發式算法在目標子集的選擇過程中，先依據某一指標選取目標，再將所選目標按照時間升序插入到已有的目標觀測序列中得到新的目標觀測序列，然后用調度生成器對目標觀測序列進行調度解轉換， 若能使調度方案的收益增大則采用新的觀目標測序列，否則放棄新插入的目標，保留原目標觀測序列及對應的調度解；

“目標選取指標”包括時間序列指標、目標觀測收益指標、目標成像時長指標和收益時長比指標，其中：時間序列指標是將目標按照時間窗開始時間升序排列，依次選取擁有最早開始時間的目標；目標觀測收益指標是將目標按照觀測收益的降序排列，依次選取擁有最高觀測收益的目標；目標成像時長指標是指將目標按照成像時長的升序排列，依次選取擁有最小成像時長的目標；收益時長比指標是將目標按照觀測收益時長比的降序排列，依次選取擁有最高觀測收益時長比的目標；

Step4，根據方案評估知識中的評估參數結合相關評估方法，利用局部觀測方案的評價函數對各個局部觀測方案進行綜合評價；

Step5，選定Step4中的得分最高的局部觀測方案，并鎖定該方案中的第一個目標作為下一觀測目標。

2.如權利要求1所述的雙星星簇的目標觀測方法，其特征在于，啟發式算法先選取的“目標選取指標”為收益時長比指標，通過調度解生成器計算一個可用的觀測方案的具體方法如下，設定目標的收益時長比降序排列為第一目標-第二目標-第三目標-第四目標-第五目標-第六目標-第七目標：

首先，根據當前衛星的姿態及資源使用狀態，先考慮是否能對目標第一目標進行觀測，如果能則更新當前最好序列解為{第一目標}；其次，在當前最好解的基礎上，再添加第二目標到當前最好解中，并將目標按照時間升序排列，即考慮序列解第二目標→第一目標所轉化的調度解，若該調度解的收益優于原當前最好解，則更新當前最好解為{第二目標，第一目標}；然后，依次類推，每次在當前最好解的基礎上添加一個目標后，都先將任務按照升序排列得到新的序列解，再用調度解生成器轉換為調度解，如新的調度解的收益較高則替換原有當前最好解，否則保留原有的當前最好解。

3.如權利要求1至2中任一項所述的雙星星簇的目標觀測方法，其特征在于，Step4具體包括：

根據由啟發式算法集生成的各個局部觀測方案的收益、固存消耗、電量消耗等指標對各方案進行綜合評價，以選取能更大概率提高全局觀測收益的局部調度方案；

在觀測方案評估模塊中，衛星對觀測方案的如下屬性進行評估，分別為：方案收益、固存消耗、收益固存比、總電量消耗、收益電量比、執行時長和收益時耗比；其中：方案收益是局部觀測方案中所有成像目標的目標觀測收益和；固存消耗是局部觀測方案消耗的衛星固存資源的數量；收益固存比是局部觀測方案的收益除以方案的固存消耗；總電量消耗是局部觀測方案的電量消耗主要包括成像消耗電量和姿態機動消耗電量；收益電量比是局部觀測方案的方案收益除以方案的總電量消耗；執行時長是局部觀測方案消耗的衛星總飛行時長，主要包括成像時長和姿態機動的時長；收益時耗比是局部觀測方案的方案收益除以方案的執行時長。