編隊飛行成像衛(wèi)星的自主任務規(guī)劃技術研究.pdf

1、隨著我國成像衛(wèi)星技術的飛速發(fā)展，用戶對衛(wèi)星對地觀測的準確性、快速性也提出了越來越高的要求。應用編隊飛行技術，使多顆成像衛(wèi)星互相配合，協(xié)同執(zhí)行對地觀測任務，成為一個重要趨勢。傳統(tǒng)方式下，多星編隊的觀測任務序列由地面規(guī)劃中心提前解算，然后上傳給每顆衛(wèi)星執(zhí)行。為了實現(xiàn)衛(wèi)星對實時成像任務的快速響應，不依賴于地面系統(tǒng)、由在軌的多星編隊對多個成像目標進行快速分配的自主任務規(guī)劃技術成為一個研究熱點。
　　本文針對面向熱點區(qū)域內(nèi)多個地面目標的多顆

2、成像衛(wèi)星自主任務規(guī)劃問題進行了研究，首先提出了帶J2攝動項的軌道遞推算法以及基于封閉圖形的衛(wèi)星可成像范圍初步判斷方法，以此對衛(wèi)星和目標數(shù)據(jù)進行初步處理。
　　然后針對每顆衛(wèi)星，通過計算成像過程涉及的各類約束，篩選出在其成像序列為空的情況下，該衛(wèi)星有能力觀測的地面目標的集合。在此數(shù)據(jù)集合的基礎上，進行自主任務規(guī)劃算法的設計。
　　首先針對單顆成像衛(wèi)星，設計基于目標優(yōu)先級的分層無擇優(yōu)任務規(guī)劃算法，即將指定熱點區(qū)域內(nèi)地面目標按重要

3、程度劃分為重要、次級和一般三個層次，提出以“目標傳入—約束判斷—調(diào)整任務序列”為過程的任務篩選過程。依次對重要、次級、一般目標進行任務分配，逐層篩選出能夠加入衛(wèi)星觀測序列的目標。由于不同的目標傳入順序會形成不同的觀測序列，基于此提出單星分層擇優(yōu)任務規(guī)劃算法：在每一層任務分配時，將同等目標以多種順序傳入，逐層篩選出使當前成像收益最大的當前觀測序列，在前一層觀測序列的基礎上進行下一層任務的傳入和判斷，最終形成一種或多種使成像收益最大的方案。

4、
　　將單星分層任務規(guī)劃算法拓展到多星編隊的情況，提出基于目標等級與成像偏好，以任務篩選為核心的多星分層無擇優(yōu)算法。在每一層任務規(guī)劃中，將按成像偏好分組后的目標，依次傳入其第一成像偏好衛(wèi)星組的每顆衛(wèi)星進行任務分配，未加入該組某衛(wèi)星觀測序列的目標，傳入下一組衛(wèi)星，直至加入某顆衛(wèi)星的觀測序列，或所有衛(wèi)星完成對該組目標的傳入判斷。多星分層擇優(yōu)任務規(guī)劃算法，仍是在任務分配過程中引入目標的多種排列順序，逐組、逐層地給出使當前成像收益最大的方