[發(fā)明專利]基于合成策略的成像衛(wèi)星應急任務(wù)規(guī)劃方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110230358.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113269386B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊斌;徐崇彥;夏維;湯航;胡笑旋;孫海權(quán);張麗霞;劉光輝;劉翔春;趙玉春;滕偉;黃學智;畢研鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市遙感信息研究院;合肥工業(yè)大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06F9/50
• 代理公司: 北京久誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

1.一種基于合成策略的成像衛(wèi)星應急任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，該方法包括：

S1、獲取規(guī)劃信息；

所述規(guī)劃信息包括：成像衛(wèi)星集合；成像衛(wèi)星數(shù)量，成像衛(wèi)星單次最大開機時間；成像衛(wèi)星的側(cè)擺方向上的視場角；已規(guī)劃任務(wù)集合；已規(guī)劃任務(wù)數(shù)量；應急任務(wù)集合；應急任務(wù)數(shù)量；表示第個任務(wù)；任務(wù)的可見時間窗；可見時間窗的數(shù)目；任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗開始時間和結(jié)束時間；已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗內(nèi)的觀測開始時間和觀測結(jié)束時間；應急任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗的沖突集合；任務(wù)的權(quán)值；任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗的理想觀測側(cè)擺角度；

S2、按緊急程度對應急任務(wù)集合中的應急任務(wù)排序；

所述按緊急程度對應急任務(wù)集合中的應急任務(wù)排序，包括：計算每個應急任務(wù)的緊急程度，并按緊急程度值從高到低排序；且所述緊急程度計算公式如下：

其中，表示任務(wù)的權(quán)值；表示任務(wù)的可見時間窗數(shù)目；表示第個任務(wù)；

S3、從應急任務(wù)集合中遍歷選取應急任務(wù)；

S4、對選取的應急任務(wù)的所有可見時間窗的合成優(yōu)先度進行排序；

所述對選取的應急任務(wù)的所有可見時間窗的合成優(yōu)先度進行排序，包括：計算應急任務(wù)對應的每個可見時間窗的合成優(yōu)先度，并按合成優(yōu)先度從高到低排序；

且所述合成優(yōu)先度的計算公式如下：

其中，表示任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗開始時間；表示任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗結(jié)束時間；表示已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗內(nèi)的觀測開始時間；表示已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗內(nèi)的觀測結(jié)束時間；表示任務(wù)觀測持續(xù)時間，每個任務(wù)觀測持續(xù)時間相等；表示已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上的第個可見時間窗；表示應急任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗的沖突集合；

S5、遍歷選取的應急任務(wù)的所有可見時間窗，判斷可見時間窗中是否存在滿足合成約束的位置；

若是，將選取的應急任務(wù)與所述滿足合成約束的位置上的已規(guī)劃任務(wù)進行合成，再執(zhí)行S8；

否則，執(zhí)行S6；

且所述合成約束包括：

角度約束:成像衛(wèi)星對多個目標的觀測角度必須在一定范圍內(nèi),即它們在成像衛(wèi)星軌跡法線方向上的距離必須在遙感器的單個視場寬度內(nèi)，即

其中，表示任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可時間窗的理想觀測側(cè)擺角度，即任務(wù)位于觀測條帶中心線上；

表示已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗的理想觀測側(cè)擺角度；

表示成像衛(wèi)星的側(cè)擺方向上的視場角；

時間約束:應急任務(wù)的可見時間窗與規(guī)劃方案中任務(wù)的觀測時間窗必須有時間重疊且必須在一定時間范圍內(nèi)，即：

其中，

是已規(guī)劃任務(wù)集合中任務(wù)在成像衛(wèi)星上的觀測開始時間和結(jié)束時間；

是應急任務(wù)在成像衛(wèi)星上的第個可見時間窗；

表示任務(wù)觀測持續(xù)時間，每個任務(wù)觀測持續(xù)時間相等；

表示任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗開始時間；

表示任務(wù)在成像衛(wèi)星上第個可見時間窗結(jié)束時間；

表示初始任務(wù)規(guī)劃方案中任務(wù)在成像衛(wèi)星上的觀測結(jié)束時間；

表示初始任務(wù)規(guī)劃方案中任務(wù)在成像衛(wèi)星上的觀測開始時間；

是成像衛(wèi)星單次最大開機時間；

且所述將選取的應急任務(wù)與所述滿足合成約束的位置上的已規(guī)劃任務(wù)進行合成，包括：

如果存在可以合成的位置，將選取的應急任務(wù)與方案中任務(wù)進行合成，且合成后的觀測時間窗和側(cè)擺角分別為：

（1）如果

（2）如果

（3）如果且

其中，為任務(wù)與任務(wù)合成后的在成像衛(wèi)星上的觀測開始時間；為任務(wù)與任務(wù)合成后的在成像衛(wèi)星上的觀測結(jié)束時間；為任務(wù)與任務(wù)合成后的在成像衛(wèi)星上的實際觀測側(cè)擺角度；

S6、遍歷選取的應急任務(wù)的所有可見時間窗，判斷是否所有可見時間窗均存在沖突；

若是，執(zhí)行S7；

否則，直接將選取的應急任務(wù)插入到所述可見時間窗的無沖突位置，再執(zhí)行S8；

S7、判斷是否存在權(quán)值比選取的應急任務(wù)小的沖突；

若是，刪除沖突，再將選取的應急任務(wù)插入到所述可見時間窗的無沖突位置，再執(zhí)行S8；

否則，直接執(zhí)行S8；

S8、判斷應急任務(wù)集合是否遍歷完成，若是，輸出當前的規(guī)劃方案，否則，返回S3。

2.一種基于合成策略的成像衛(wèi)星應急任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述權(quán)利要求1所述方法的步驟。