[發(fā)明專利]一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110697805.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113935227A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 李志亮;陳興峰;劉允;鄭逢杰;徐碧潔
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊航天工程大學;中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;H04B7/185;G06V10/80;G06V10/82;G06V20/13
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

1.一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、利用高軌衛(wèi)星上的多光譜遙感成像儀以設定頻率獲取對地觀測遙感影像；

步驟二、在U-Net的基礎上，設計在軌實時云檢測網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)多光譜遙感影像快速云檢測，從而得到云掩膜產品；

步驟三、在高軌衛(wèi)星上通過設定的通信信道，將云掩膜產品分發(fā)給低軌智能決策衛(wèi)星；

步驟四、在低軌智能決策衛(wèi)星上，根據(jù)云掩膜產品，利用自主規(guī)劃算法動態(tài)調整低軌普通成員衛(wèi)星的成像任務規(guī)劃方案；

步驟五、低軌智能決策衛(wèi)星將調整后的成像任務規(guī)劃方案轉換為載荷指令形式發(fā)送至低軌普通成員衛(wèi)星，低軌普通成員衛(wèi)星執(zhí)行方案并獲取遙感影像。

2.如權利要求1所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，步驟一中，多光譜遙感成像儀每隔10-15分鐘對地觀測遙感影像。

3.如權利要求1所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，所述在軌實時云檢測網(wǎng)絡模型具體為：在U-Net的基礎上，編碼模塊采用輕量化卷積神經網(wǎng)絡MobileNet-v2，解碼模塊中的上采樣采用雙線性插值方法，同時，采用跳躍連接結構，將編碼模塊中的SIZE/8層經過AM模塊的處理與解碼模塊的SIZE/8層進行特征融合，將編碼模塊中的SIZE/16層經過AM模塊的處理與解碼模塊的SIZE/16層進行特征融合。

4.如權利要求1所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，步驟三中，通信方式為：使用高軌衛(wèi)星現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)發(fā)出，通信覆蓋范圍與原有遙感數(shù)據(jù)有效接收范圍相同。

5.如權利要求1所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，步驟三中，通信方式為：采用搭載天基互聯(lián)網(wǎng)通訊終端的方法進行通信。

6.如權利要求1所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，步驟四中的自主規(guī)劃算法具體為：

步驟41、根據(jù)目標中心經緯度，在FullMask_Grid_4000數(shù)據(jù)查詢表中找到對應的像素點，然后，根據(jù)目標的大小，以像素點為中心，計算云掩膜產品對應的像素區(qū)域；

步驟42、計算像素區(qū)域上的云量及云像素占整個像素區(qū)域的比例，判斷云像素所占比例是否大于所設定閾值，若大于，則取消任務，并把任務加入待規(guī)劃任務集合，否則，則任務不變；

步驟43、根據(jù)待規(guī)劃任務集合中每個任務的緊迫程度ρ_i，對任務進行排序：

式中：p_i表示觀測任務i的優(yōu)先級，TW_i表示觀測任務i的可見時間窗口數(shù)量，所述可見時間窗口是指當前規(guī)劃之后的可用時間窗口，ρ_i值越大，其任務的緊迫程度越高，應當優(yōu)先選擇，并且選擇每個觀測任務時間在前的觀察窗口進行觀測；

步驟44、確定待規(guī)劃任務觀測窗口在低軌普通成員衛(wèi)星當前任務序列中的位置，判斷待規(guī)劃任務與前后相鄰任務之間是否滿足約束條件，若滿足，則將該任務插入當前任務序列中，若不滿足，則無法完成；最終生成低軌普通成員衛(wèi)星的成像任務規(guī)劃方案。

7.如權利要求6所述的一種基于實時氣象云圖的光學衛(wèi)星智能任務規(guī)劃方法，其特征在于，步驟44中，如果待規(guī)劃任務的觀測窗口位于首位任務之前或末尾任務之后，則只需判斷待規(guī)劃任務與首或尾任務的約束滿足關系。