[發明專利]一種遙感衛星的成像系統

在審

• 申請號: 202010876675.8
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN112183929A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 任維佳;楊峰;杜志貴;向曉霞
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G01S19/12;G01S19/42
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發明涉及一種遙感衛星的成像系統，至少包括能夠調度遙感衛星的任務調度模塊，所述任務調度模塊配置為：基于成像任務的執行時間和執行區域以將至少兩顆遙感衛星彼此重疊的成像時間窗口劃分為至少兩個子成像時間窗口，并基于所述子成像時間窗口長度的長短調度所述至少兩顆遙感衛星交替執行成像任務和成像數據下傳任務。通過該設置方式，將若干個遙感衛星配置為交替執行成像任務和數據下傳任務的工作模式，能夠有效地滿足成像數據的時限性要求，同時，在執行某個成像任務的過程中，衛星便能夠將執行該成像任務所產生的成像數據全部或部分地傳輸至地面，進而避免了成像數據增加衛星的存儲容量不足導致的約束限制的缺陷。

本發明是申請號為201811321889.8，申請日為2018年11月07日，申請類型為發明，申請名稱為一種基于前瞻預測的任務調度方法的分案申請。

技術領域

本發明涉及調度控制技術領域，尤其涉及一種基于前瞻預測的任務調度方法。

背景技術

成像衛星的工作流程可以簡述如下：接收用戶提出的觀測需求；根據衛星資源特性，對用戶的需求進行預處理，得到標準的規劃輸入；結合地面站和衛星使用約束，依據特定的優化算法，對輸入任務進行規劃和調度，得到任務調度方案；將生成的任務調度方案進行計劃編排與指令生成，通過地面站將控制指令上注到衛星，衛星執行指令進行成像和數據回放，地面站接收成像數據，數據處理后被反饋給用戶。其中用戶提交的原始觀測需求往往不指定觀測資源，成像的時間窗口也不明確，而且很多復雜的用戶需求如區域目標成像任務等是難以一次性完成觀測的，因此有必要對用戶原始的觀測需求進行一些處理。一方面需要根據用戶觀測需求和衛星的能力進行匹配和篩選，確定需求的可選衛星及其對應的成像時間窗口；另一方面需要對復雜成像任務進行分解，生成能夠一次性觀測的單一子任務。對于不同衛星和不同用戶觀測需求，該問題有其特殊性。但是預處理的最終目的都是將用戶提出的規范化需求轉變為指衛星一次成像過程可以完成觀測的任務，稱為元任務。元任務是衛星可以執行的最小成像任務，它包含了具體的位置和時間信息，可以視為考慮了衛星對地觀測幾何關系的條帶。

成像衛星任務規劃預處理的一般流程可描述為：根據用戶觀測需求中的成像時間、成像模式、成像質量、太陽高度角和成像角度初步確定完成需求的可選資源，沒有合適資源的用戶需求，直接從需求集合中刪除。將原始的用戶觀測需求分解為可一次性完成觀測的條帶。例如使用時姿向量對觀測目標進行分解，首先通過時間姿態轉換模塊將目標區域頂點坐標轉換為時姿向量，然后進入目標分解與合成模塊，由全部時姿向量確定目標的特征向量，基于時間姿態的描述方法進行條帶劃分和條帶裁剪，由用戶需求和衛星能力約束進行目標靜態合成，再通過時間姿態轉換模塊生成元任務的條帶坐標信息。計算每個元任務條帶的時間窗口信息。計算條帶起點中心點的時間窗口，在根據成像時間段、地影區等用戶需求進行窗口的處理，得到經過各個裁剪過程后生成元任務的時間窗口信息。經過預處理的一般過程后，那些沒有合適觀測資源的觀測需求直接被刪除了，復雜的觀測需求被分解成了可調度的元任務，時間窗口不能滿足用戶要求的元任務也被刪除了，從而使得原問題得到了一定程度的簡化，求解時消減了不必要的搜索空間。

公開號為CN102298540B的專利文獻公開了綜合效益優先的任務調度方法，首先將任務區域劃分條帶，然后計算各任務的最佳觀測時刻。根據當前任務與最后一個已安排任務之間的姿態機動時間，判斷如果當前任務安排在最佳觀測時間點與最后一個已安排任務是否沖突，如果沖突，當前任務不用前瞻且不能安排，如果不沖突，則對當前任務進行前瞻，獲取前瞻結果。對于前瞻結果為保留但對后續任務有影響的任務，判斷當前任務是否能安排在該當前任務的可見時間窗口內，如果不能則對下一個任務進行處理。對于能夠安排在最佳觀測時刻點或者可見窗口之內的當前任務寫入衛星動作序列，最后輸出所有任務的處理結果作為任務調度的結果。該發明并未涉及如何通過匹配成像時間和成像數據下傳時間以在滿足地面站及時收到成像數據的同時也能夠避免衛星存儲容量的劇增的問題。

發明內容

如本文所用的詞語“模塊”描述任一種硬件、軟件或軟硬件組合，其能夠執行與“模塊”相關聯的功能。