[發明專利]基于氣象條件和目標特性的航天對地觀測載荷配置方法

在審

• 申請號: 202310228137.1
• 申請日: 2023-03-10
• 公開（公告）號: CN116089475A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 郭爭強;張超;王港;張棟;柴英特;朱光熙;苗少波
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F16/2455
• 分類號: G06F16/2455;G06Q50/30
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶;曲佳穎

本發明涉及航天對地觀測載荷配置領域，提供一種基于氣象條件和目標特性的航天對地觀測載荷配置方法，具體包括如下步驟：首先，獲取航天對地觀測需求，需求中具體包括目標位置、目標類型、觀測時間等信息；然后，根據觀測時間和目標位置，查詢對應的氣象條件，確定航天對地觀測載荷類型；其次，根據目標類型，分析目標特性，確定航天對地觀測載荷對應的工作模式；最后，得到資源補全后的航天對地觀測需求。本發明采用上述方法，能夠替代人工進行資源決策的過程，從而實現航天對地觀測載荷配置自動化運行。

技術領域

本發明涉及航天對地觀測載荷配置領域，具體涉及一種基于氣象條件和目標特性的航天對地觀測載荷配置方法。

背景技術

從用戶提出需求到衛星執行任務指令中間需要經過需求受理、需求統籌、任務規劃階段。在這個過程中，部分需求可能由不具備航天專業知識的用戶提出，在這種情況下，衛星載荷類型、工作模式往往是不全的，需要由專業人員根據經驗知識補全。隨著用戶的增多，衛星數量的增多，用戶提交的需求越來越多，這種人工介入的方法越來越不適用，嚴重拖慢了任務執行，因此，需要探索航天對地觀測資源載荷配置方法，能夠自動化確定航天對地觀測載荷類型、載荷工作模式，從而提高任務執行效率。

目前，針對航天領域的優化配置問題，學者做了一部分相關的研究工作。大連理工大學的王奕首針對衛星平臺載荷配置要素的特點，構建了衛星平臺和有效載荷的性能描述樹，并提出了基于遺傳算法的衛星平臺載荷配置方法，該方法只決定了載荷類型配置，對工作模式沒有涉及。馮宏勝等針對衛星地面站資源配置問題，考慮輸入輸出關系的復雜性，提出了支持向量機回歸模型，利用正交設計抽樣抽取小數量樣本對SVM進行訓練，實現了對給定地面站的天線配置，其仿真算例表明該方法具有一定程度的擬合精度，但此方法泛化能力較弱。哈工大馮小恩等將該問題看成是小樣本問題，基于氣象條件、目標類型等數據，采用生成對抗網絡進行預測，該方法滿足載荷類型、工作模式的要求，但是考慮的特征較為簡單，不足以決定載荷工作模式。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于氣象條件和目標特性的航天對地觀測載荷配置方法，以解決實際情況中資源決策依賴人工經驗，需要人為介入的問題，實現航天對地觀測資源決策自動化的目標，提升航天任務執行效率。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于氣象條件和目標特性的航天對地觀測資源載荷配置方法，具體包括如下步驟：

步驟1：接收航天對地觀測需求，提取觀測時間和目標位置；

步驟2：根據觀測時間和目標位置查詢得到氣象條件；

步驟3：判斷觀測時間是否為白天，若是，則轉入步驟4，否則使用SAR載荷，轉入步驟8；

步驟4：判斷是否晴朗,若晴朗，則轉入步驟5，否則，載荷選用SAR載荷，轉入步驟8；

步驟5：檢索航天對地觀測需求中目標是否存在偽裝特性，若存在，則載荷選用SAR載荷，轉入步驟8，若不存在偽裝特性，則載荷選用可見光載荷，轉入步驟6；

步驟6：根據目標類型檢索目標特征數據庫，獲取目標尺寸，并確定觀測分辨率要求；其中，目標特征數據庫包含目標尺寸和目標特征信息；

步驟7：根據分辨率要求匹配相對應載荷工作模式，在分辨率滿足要求的前提下優先選擇多光譜成像模式；

步驟8：根據目標類型檢索目標特征數據庫，獲取目標尺寸，并確定觀測分辨率要求；

步驟9：滿足分辨率要求的基礎上，檢索航天對地觀測需求中目標地物類型，如果目標地物類型屬于陸地，優先選擇水平極化方式，如果目標地物類型屬于水域，則優先選擇垂直極化方式，并綜合分辨率和極化方式確定載荷工作模式。

其中，步驟6和步驟8中，分辨率要求為小于等于目標尺寸最小值的1/10。

其中，步驟4中，白天且云量少于10％為晴朗。