[发明专利]一种敏捷对地卫星的动作规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及观测卫星技术领域，特别是涉及一种敏捷对地卫星的动作规 划方法。

背景技术

绝大多数对地观测卫星所执行的规划方案，都是由地面任务规划系统生 成的，然后通过星地链路上注至卫星。这种“天地大回路”的管控模式从需求 搜集到数据采集，再到产品生成，整个过程需要很长的时间，根本无法满足未 来对地观测系统对时效性的要求。与“天地大回路”相比，星上自主规划技术 在提高卫星对于动态观测需求的快速响应能力、提高多星协同能力、减少对地 面测控系统的依赖等方面都具有巨大的优势，因此非常适合解决动态观测需求 常态化下的规划问题。

未来对地观测系统能够面向动态观测需求常态化提供服务，能够随时接 受用户提出的观测需求，并且能够快速准确地回答什么时间、什么地点、什么 目标发生了什么样的变化。但正是这种高效便捷的用户体验，却给对地观测组 织过程带来了极大的挑战，尤其是对观测任务的规划方式提出了更高的要求。

任务规划不但是自主规划过程的第一个阶段，而且任务规划结果还是动 作规划的输入。因此对星上任务规划问题的求解，直接影响着整个自主规划模 块的工作效益。进一步地，由于卫星依靠执行与卫星动作相关的低级指令来完 成观测任务和数据回传任务的，因此在星上只完成任务规划是不够的，必须要 在任务规划结果的基础上进行动作规划，将任务规划方案转换成一个带有动作 起止时间的动作序列。

发明内容

本发明的目的在于提供一种敏捷对地卫星的动作规划方法来克服或至少 减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种敏捷对地卫星的动作规划方法，其中， 所述敏捷对地卫星的动作规划方法包括如下步骤：

Step1，选择目标函数；

Step2，根据Step1中的目标函数，利用初始解生成方法，完成初始规划 方案x的生成；

Step3，将x作为初始解，并进行参数初始化，参数包括邻域个数k_max，用 于判定是否陷入局部最优的迭代搜索次数l_min，用于判定算法是否终止的最大 迭代搜索次数l_max，迭代计数器m和n，邻域计数器k；令k＝1，m＝0，n＝0；

Step4，在解x的第k邻域结构中随机确定一个可行解y，且n＝n+1；

Step5，如果y优于x，则x＝y且m＝0，否则m＝m+1；

Step6，如果n＝＝l_max，则转Step9；

Step7，如果m＝＝l_min，则说明已经陷入局部最优，k＝k+1，否则Step4；

Step8，如果k≤k_max，则m＝0，并且转Step4；

Step9，对规划方案x中的各个动作的执行时间间隔进行检查，如果发现 两处动作之前的时间间隔大于某个阈值，则在这两个动作之间加入一个对地定 向动作，该对地定向动作的执行开始时间为前一个动作的结束时间加1秒，执 行结束时间为后一个动作的开始时间减1秒；

Step10，算法结束，输出x。

本发明能够在满足任务约束，资源约束以及动作约束的前提下，将任务 规划方案转换成一个由卫星动作构成的动作规划方案，以达到最大程度完成任 务规划方案的目的。

附图说明

图1是本发明所提供的编码结构示意图。

图2是本发明所提供的对地观测动作序列的第1种动作组合。

图3是本发明所提供的对地观测动作序列的第2种动作组合。

图4是本发明所提供的对地观测动作序列的第3种动作组合。

图5是本发明所提供的对地观测动作序列的第4种动作组合。

图6是本发明所提供的数据回传动作序列的第1种动作组合。

图7是本发明所提供的数据回传动作序列的第2种动作组合。

图8是本发明所提供的数据回传动作序列的第3种动作组合。

图9是本发明所提供的数据回传动作序列的第4种动作组合。

图10是本发明所提供的对日定向动作序列的第1种动作组合。

图11是本发明所提供的对日定向动作序列的第2种动作组合。

图12是本发明所提供的对日定向动作序列的第3种动作组合。

图13是本发明所提供的对日定向动作序列的第4种动作组合。

图14是本发明所提供的首位插入邻域。

图15是本发明所提供的末位插入邻域。