基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113269386A(43)申请公布日2021.08.17(21)申请号202110230358.3(22)申请日2021.03.02(71)申请人北京市遥感信息研究院地址100011北京市朝阳区外馆斜街申请人合肥工业大学(72)发明人杨斌徐崇彦夏维汤航胡笑旋孙海权张丽霞刘光辉刘翔春赵玉春滕伟黄学智毕研鹏(74)专利代理机构北京久诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11542代理人余罡(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06F9/50(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图4页(54)发明名称基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法和系统(57)摘要本发明提供了一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法和系统，涉及成像卫星任务规划技术领域。本发明能够在规划方案中寻找应急任务的冲突，在满足合成约束情况下，将选取的应急任务与规划方案中冲突进行任务合成，减少成像卫星进行任务成像时的机动和开机次数，以及成像结束时的关机次数，提高应急任务完成机会，进而提高应急任务规划的效果，当不存在满足合成约束条件时，执行应急任务插入策略，能够在应急任务存在较多冲突时，将选取的应急任务插入到所述可见时间窗的无冲突位置，通过合成观测减少成像卫星成像时间，提高成像卫星资源利用效率，为后续应急任务安排保留更多空闲成像时段。CN113269386ACN113269386A权利要求书1/4页1.一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法，其特征在于，该方法包括：S1、获取规划信息；S2、按紧急程度对应急任务集合中的应急任务排序；S3、从应急任务集合中遍历选取应急任务；S4、对选取的应急任务的所有可见时间窗的合成优先度进行排序；S5、遍历选取的应急任务的所有可见时间窗，判断可见时间窗中是否存在满足合成约束的位置；若是，将选取的应急任务与所述满足合成约束的位置上的已规划任务进行合成，再执行S8；否则，执行S6；S6、遍历选取的应急任务的所有可见时间窗，判断是否所有可见时间窗均存在冲突；若是，执行S7；否则，直接将选取的应急任务插入到所述可见时间窗的无冲突位置，再执行S8；S7、判断是否存在权值比选取的应急任务小的冲突；若是，删除冲突，再将选取的应急任务插入到所述可见时间窗的无冲突位置，再执行S8；否则，直接执行S8；S8、判断应急任务集合是否遍历完成，若是，输出当前的规划方案，否则，返回S3。2.如权利要求1所述的一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法，其特征在于，所述规划信息包括：成像卫星集合成像卫星数量Ns，成像卫星sj单次最大开机时间Δtj；成像卫星sj的侧摆方向上的视场角ΔVj；已规划任务集合DT；已规划任务数量NDT；应急任务集合AT；应急任务数量NAT；ti表示第i个任务；任务ti的可见时间窗可见时间窗的数目任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗开始时间和结束时间已规划任务集合中任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗内的观测开始时间和观测结束时间应急任务ti在成像卫星sj上第a'个可见时间窗的冲突集合任务ti的权值tvi；任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗的理想观测侧摆角度3.如权利要求1所述的一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法，其特征在于，所述紧急程度δi计算公式如下：2CN113269386A权利要求书2/4页其中，tvi表示任务ti的权值；表示任务ti的可见时间窗数目；ti'∈DT∪AT表示第i'个任务。4.如权利要求1所述的一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法，其特征在于，所述合成优先度的计算公式如下：其中，表示任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗开始时间；表示任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗结束时间；表示已规划任务集合中任务ti'在成像卫星sj上第a'个可见时间窗内的观测开始时间；表示已规划任务集合中任务ti'在成像卫星sj上第a'个可见时间窗内的观测结束时间；di表示任务ti观测持续时间，每个任务观测持续时间相等；表示已规划任务集合中任务ti'在成像卫星sj上的第a'个可见时间窗；表示应急任务ti在成像卫星sj上第a个可见时间窗的冲突集合。5.如权利要求1所述的一种基于合成策略的成像卫星应急任务规划方法，其特征在于，所述合成约束包括：角度约束:成像卫星对多个目标的观测角度必须在一定范围内,即它们在成像卫星轨迹法线方向上的距离必须在遥感器的单个视场宽度内，即其中，表示任务ti在成像卫星sj上第a个可时间窗的理想观测侧摆角度，即任务ti位于观测条带中心线上；表示已规划任务集合中任务ti'在成像卫星sj上第a'个可见时间窗的理想观测侧摆角度；ΔVj表示成像卫星sj的侧摆方向上的视场角；时间约束:应急任务