[发明专利]快速搜索的敏捷卫星任务规划方法

权利要求书

1.一种快速搜索的敏捷卫星任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取待观测目标集，确定所有待观测目标的原始可成像窗口，并建立空的观测目标队列；

步骤2，将观测目标根据不同规则进行排序；

步骤3，将待观测目标插入步骤2排序后的观测目标队列中；

步骤4，根据相邻观测目标原始可成像窗口的任务规划约束条件，判断当前插入的待观测目标与其相邻的观测队列中的观测目标是否冲突：

若不冲突，则将此待观测目标插入观测队列中；

若冲突，则滑动其相邻的观测目标至最大窗口长度，判断插入的待观测目标是否满足约束：若满足约束，则将待观测目标插入观测目标队列，反之，则舍弃该插入的待观测目标；

步骤5，循环依次进行步骤3和步骤4，直至待观测目标集中所有待观测目标遍历完毕；

步骤6，获取观测目标队列中所有观测目标的可变滑动成像窗口，其中，观测目标处于星下点位置时成像质量最高，根据成像质量最高原则，调整确定所有观测目标的实际成像窗口；

步骤7，统计根据不同规则进行排序形成观测目标队列的收益，进而选择收益最高的规划方案，完成敏捷卫星任务规划；

在步骤7中，根据不同规则进行排序形成观测目标队列的收益具体计算方法如下:

其中，f_m(α)为观测目标队列的收益，α为观测时间的中心时刻的观测角度，ω_m为每个任务m所对应的优先级。

2.根据权利要求1所述的快速搜索的敏捷卫星任务规划方法，其特征在于，

在步骤2中，不同规则包含优先级排序规则、观测时间窗口先后顺序、随机排序规则、短观测时间任务优先规则、长观测时间任务优先规则、优先级与总时间比值小比值优先规则、优先级与总时间比值大比值优先规则。

3.根据权利要求1所述的快速搜索的敏捷卫星任务规划方法，其特征在于，在步骤4中，约束条件具体如下：

(a)，每个观测目标只能被观测一次：即其中，x_m,c为模型决策变量，且，x_m,c≤1，C_m为能够对任务m进行观测的卫星圈次集合，c为轨道圈次；

(b)，每个观测任务必须在其观测时间窗口内被观测，即ts_m,c≤ts'_m,cte'_m,c≤te_m,c，其中，ts_m,c和te_m,c为每个圈次c所对应的观测时间窗口的开始时间和结束时间，ts′_m,c和te′_m,c为每个观测任务的开始时间和结束时间；

(c)，任意时刻t的卫星固存都不能超过卫星最大固存限制：0≤S_t≤S_max，其中，S_t表示任意时刻卫星固存大小，S_max为卫星最大固存限制；

(d)，当任务m和任务m′在第c个轨道圈次上先后连续执行，则两个任务之间必须有足够的时间间隔，以保证星载遥感器有充足的时间完成姿态转换：即E_m+T_m,m'≤S_m'，其中，S_m′为任务m′的开始时间，E_m为任务m的结束时间，T_m，m′表示任务m和任务m′之间的姿态转换时间；

(e)，任意两个任务不能同时执行：即其中，S_m为任务m的开始时间，E_m′为任务m′的结束时间。

4.根据权利要求1所述的快速搜索的敏捷卫星任务规划方法，其特征在于，在步骤7中，收益最高的规划方案的表达式如下：

其中，M为带观测目标集。