[發明專利]基于主動成像衛星的變成像時長規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202111253093.5
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113989669A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 常中祥;周忠寶;吳寶中;李瑞陽;陳恩銘;劉書源
• 申請（專利權）人: 湖南大學;湖南國科軒宇信息科技有限公司
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13
• 代理公司: 北京融智邦達知識產權代理事務所(普通合伙) 11885
• 代理人: 董惠文

本發明提供了一種基于主動成像衛星的變成像時長規劃方法及系統，方法包括以下步驟：步驟1：獲取目標任務；步驟2：構建主動成像衛星的變成像時長規劃模型；步驟3：對變成像時長規劃模型進行求解；步驟4：得到規劃方案并輸出。本發明實現了衛星對差異性地面目標的動態、可變成像時長的觀測，能夠獲取高優先級地面目標的連續一段時間內的遙感信息，同時保證其他低優先級地面目標的觀測，最大化挖掘了敏捷衛星的強大遙感信息獲取能力。而且保證了成像方案的能源消耗始終處于最小化。

技術領域

本發明屬于衛星任務規劃領域，尤其涉及一種基于主動成像衛星的變成像時長規劃方法及系統。

背景技術

現階段針對于敏捷成像衛星的主動成像能力，如圖1所示，在一個點目標的整個可見時間窗口內，衛星可以連續觀測點目標的遙感信息，一段時間內連續的遙感信息對于目標觀測更有意義和價值。雖然當前對于衛星的目標任務規劃提出了很多方法，但是怎樣挖掘敏捷成像衛星獲取地面目標連續遙感信息，對主動成像衛星的變成像時長進行規劃稱為當前需要解決的問題。

發明內容

本發明要解決的即使問題是怎樣挖掘敏捷成像衛星獲取地面目標連續遙感信息，對主動成像衛的變成像時長進行規劃，提出了一種基于主動成像衛星的變成像時長規劃方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于主動成像衛星的變成像時長規劃方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取目標任務；

步驟2：構建主動成像衛星的變成像時長規劃模型；

步驟3：對所述變成像時長規劃模型進行求解；

步驟4：得到規劃方案并輸出。

進一步地，步驟2中所述變成像時長規劃模型為：

目標函數：

和分別對應成像質量損失和衛星能源消耗；

表示所有地面目標都被衛星以最大成像質量觀測，獲取成像收益；表示被規劃觀測的地面目標的真實成像質量之和，gt_i、gt_j分別表示第i個,第j個地面目標，gt_i.ω表示地面目標gt_i的優先級；n_gt表示地面目標的數量，n_t表示被觀測的地面目標個數； x_i為決策變量，表示第i個地面目標是否被規劃，Q(gt_i.ow)表示第i個地面目標gt_i的累計成像質量，ow表示地面目標gt_i的成像窗口；

E表示衛星完成有效調度時間范圍內所有觀測活動和姿態機動活動的總能耗，MEC表示衛星的最大能源消耗；

maxT表示最大姿態機動時長，maxT×ec×n_gt表示所有地面目標都被觀測時，地面目標之間衛星進行姿態機動的最大時間之和，gt_j.w.e- gt_j.w.s表示地面目標gt_j的可見時間窗口的長度；表示衛星觀測所有地面目標的最大能源消耗；eo表示衛星觀測地面目標的耗能功率；ec表示衛星調整姿態的耗能功率；

約束條件為：

x_i≤1 0≤i≤n_gt

表示每個地面目標被最多觀測一次；

表示將衛星觀測每個地面目標的成像窗口限制在其對應的可見時間窗口內。