敏捷光學成像衛(wèi)星多目標任務(wù)規(guī)劃方法研究.pdf

1、新一代光學成像衛(wèi)星可以實現(xiàn)俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航三軸姿態(tài)機動,并具有靈活成像能力,故而提出了考慮推掃成像的敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問題。
　　任務(wù)規(guī)劃是衛(wèi)星成像流程中的重要部分,指導相關(guān)部門完成用戶需求和實際需要。通過對任務(wù)流程的完整分析,給出本文所假定的約束條件,通過對完整問題的合理簡化,得出敏捷光學衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃完整流程。
　　通過對模型基本約束和規(guī)劃過程的分析,利用相機視場角,建立針對敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問題的時間窗口計算模型和計算方法;

2、在高斯投影的基礎(chǔ)上,得到了直線掃描條帶的初始生成方式,并結(jié)合軌道特性,給出了結(jié)合軌道的優(yōu)化目標函數(shù);建立了應(yīng)用于敏捷衛(wèi)星的三軸姿態(tài)幾何確定方法,以快速實現(xiàn)三軸姿態(tài)的確定,并根據(jù)線陣特點規(guī)定了偏航姿態(tài)的取值方法和高斯投影點的舍棄條件;同時,設(shè)計并提高了姿態(tài)過渡時間的計算模型,在平均姿態(tài)機動能力的基礎(chǔ)上,附加采用了新的姿態(tài)機動方式,以實現(xiàn)模擬更真實的實際情況。定義“條帶可用開始時間窗口”和“嚴格開始時間窗口”兩個新概念,并建立應(yīng)用于敏捷衛(wèi)星

3、的新約束條件,在簡化復雜約束的基礎(chǔ)上,建立了考慮直線推掃成像的敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃約束滿足模型。
　　針對敏捷衛(wèi)星約束滿足模型,設(shè)計分層優(yōu)化的求解策略,將規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為兩層問題進行處理;在子問題中,分組生成掃描條帶,設(shè)計了子問題模型和可行求解方法,并通過matlab現(xiàn)有優(yōu)化算法,建立掃描條帶中心線的數(shù)學模型,以產(chǎn)生直線掃描條帶中心線與條帶內(nèi)部目標點的投影點;將子問題優(yōu)化結(jié)果輸入上層規(guī)劃問題,通過設(shè)計基于啟發(fā)式規(guī)則的敏捷衛(wèi)星規(guī)劃算法,建