[發明專利]一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法

在審

• 申請號: 202211265327.2
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115564258A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張弛;李峰;鐘興;劉萌萌;張潔;梁楫坤;孟祥強
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法涉及衛星任務聯合規劃技術領域，解決了現有需要設計一種考慮成像和數傳的規劃方法的問題，該方法為：獲取所有可見成像窗口的信息與可見數傳窗口的信息；建立可見成像窗口與可見數傳窗口的沖突矩陣；依據沖突矩陣產生的約束、可見數傳窗口單次傳輸資源量約束和單星單日存儲約束建立整數線性規劃數學模型，所述整數線性規劃數學模型以最大化總收益作為目標函數，所述最大化總收益考慮數傳花費；求解整數線性規劃數學模型，根據求得的解擬定衛星—成像—數傳計劃方案。本發明提供了一種同時考慮可見成像和數傳窗口的規劃方法，解決了復雜的多星多地面站規劃耦合問題，適用于多衛星多地面站聯合規劃。

技術領域

本發明涉及衛星任務聯合規劃技術領域，具體涉及一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法。

背景技術

多衛星多地面站聯合規劃問題是一個復雜的約束滿足問題，其最大的特點在于衛星由于其軌道的特性，使得在執行某項任務或進行數傳動作時，必須在特定的可見成像窗口或可見數傳窗口內。因此，在對多星進行聯合規劃時，不僅要求對所有可見成像窗口進行分配，還要對分配的每個可見成像窗口選擇足夠空間的可見數傳窗口，是一個包含兩個選擇過程的規劃問題。

由于過去成像衛星造價與發射成本昂貴，導致需要統一規劃的衛星數目較少，地面站數傳資源多被假設為充足，不需要考慮數傳資源。隨著小衛星技術的不斷成熟，越來越多的低軌成像小衛星發射升空。衛星可以執行的任務也越來越多，因此，有限數量的地面站天線是規劃問題中較為緊缺的資源，其數目與能力成為了限制衛星星座能力的重要約束。此時若不考慮數傳進行規劃，衛星即使按照最優的規劃任務列表執行動作完成了數目較多的任務拍攝，也可能無法在規劃周期內對這些任務安排數傳。因此，為了能在追求更大拍攝收益的同時減少數傳花費，需要設計一種全局考慮成像和數傳的規劃方法。

發明內容

鑒于此，本發明提供一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法，包括：

步驟一、獲取所有可見成像窗口的信息與可見數傳窗口的信息；

步驟二、建立可見成像窗口與可見數傳窗口的沖突矩陣；

步驟三、依據沖突矩陣產生的約束、可見數傳窗口單次傳輸資源量約束和單星單日存儲約束建立整數線性規劃數學模型，所述整數線性規劃數學模型以最大化總收益作為目標函數，所述最大化總收益考慮數傳花費；

步驟四、求解整數線性規劃數學模型，根據求得的解擬定衛星—成像—數傳計劃方案。

本發明的有益效果是：

本發明給出了一種同時考慮可見成像窗口和可見數傳窗口，并追求規劃周期內收益最大化的規劃方法，解決了復雜的多衛星多地面站規劃耦合問題，適用于多衛星多地面站聯合規劃。

附圖說明

圖1為一種基于沖突消解模型的成像衛星任務最優聯合規劃方法的流程圖。

圖2為單星的多個可見成像窗口間沖突的示意圖。

圖3為單星可見數傳窗口與可見數傳窗口間沖突的示意圖。

圖4為單星可見成像窗口與可見數傳窗口間沖突的示意圖。

圖5為多星可見成像窗口間沖突的示意圖。

圖6為一站多星間沖突的示意圖。

圖7為分支定界算法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。