[发明专利]基于步长自适应的敏捷遥感卫星任务解空间搜索方法

说明书

本发明涉及一种基于步长自适应的敏捷遥感卫星任务解空间快速搜索方法，包括：设置搜索精度为t秒，输入目标位置经纬度(lon,lat)、搜索的时间范围、以及搜索时间范围对应的轨道预报数据、姿态机动角度限制和载荷类型约束；t≤1；根据搜索时间范围对应的轨道预报数据，在每个任务搜索周期[time_begin,time_end]，通过步长自适应法搜索满足各项任务约束的可行的解时刻time_x；以time_x为基线搜索到下一个不可行解时刻time_x2，根据可行解时刻time_x、上一个不可行解时刻time_x1、下一个不可行解时刻time_x2，通过二分法确定可行的解空间time_zone[time_1,time_2]。本发明同时提供一种快速搜索单元。本发明计算量小，实现了卫星任务解空间快速搜索。

技术领域

本发明属于航天器数据管理技术领域，涉及一种基于步长自适应的低轨敏捷遥感卫星任务解空间快速搜索方法。

背景技术

随着遥感卫星系统对用户日常生活应用的日益渗透，用户对卫星的应用效能提升、紧急任务快速响应、多星协同配合等方面的需求日益迫切。而当前遥感卫星任务基于天地大回路的卫星管控模式，用户提出观测需求后，需要依赖专业人员和地面任务规划系统完成任务的分解、各项计算和规划，最终根据卫星指令模板生成卫星能够识别的指令序列或宏指令发送到星上执行。这种方式从任务获取到数据采集、数据产品生成时间链条长，在信息时效性、紧急任务响应、多星协同调度等方面存在不足。为此，行业内逐步发展出星上自主任务规划技术，通过注入目标经纬度等简单信息，由星上自主完成多目标任务分解、轨道预报、任务解空间搜索、任务排序和自主指令序列生成，最终完成星上自主任务规划。其中任务解空间搜索是根据卫星未来的轨道位置、目标空间坐标位置、卫星本身的姿态机动能力和载荷成像能力等约束，搜索遥感卫星在哪些时间段内能够在满足各项约束的情况下，具备执行任务的条件。任务解空间搜索是星载任务规划技术的关键环节。

当前任务解空间搜索方法主要是根据任务时间精度(例如1s)要求，将时间精度设置为固定步长，并逐个计算规划时间段内每个步长时间刻度任务的可行性，最终获得任务解空间。这种方法计算量较大，由于星上嵌入式系统中，宇航等级计算芯片性能有限，需要计算量较小的快速任务解空间搜索方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于步长自适应的低轨敏捷遥感卫星任务解空间快速搜索方法及单元，计算量小，实现了卫星任务解空间快速搜索。

本发明解决技术的方案是：

基于步长自适应的敏捷遥感卫星任务解空间快速搜索方法，包括：

设置搜索精度为t秒，输入目标位置经纬度(lon,lat)、搜索的时间范围、以及搜索时间范围对应的轨道预报数据、姿态机动角度限制和载荷类型约束；t≤1；

根据搜索时间范围对应的轨道预报数据，在每个任务搜索周期[time_begin,time_end]，通过步长自适应法搜索满足各项任务约束的可行的解时刻time_x，设轨道周期为[time_orbit_begin,time_orbit_end]，所述任务搜索周期初始等于轨道周期，即令time_begin＝time_orbit_begin,time_end＝time_orbit_end；

以time_x为基线搜索到下一个不可行解时刻time_x2，根据可行解时刻time_x、上一个不可行解时刻time_x1，通过二分法找到可行的解空间上边界time_1；根据可行解时刻time_x、下一个不可行解时刻time_x2，通过二分法找到可行的解空间下边界time_2，进而确定可行的解空间time_zone[time_1,time_2]。

优选的，所述轨道周期为相邻两个轨道降交点时刻间隔。

优选的，通过步长自适应法搜索满足各项任务约束的可行解时刻time_x的步骤如下：