[发明专利]一种多星成像任务规划方法

摘要

本发明公开了一种多星成像任务规划方法，包括：建立任务模型，将所有点目标任务均使用任务模型表示；以轨道圈次为基准，以轨道圈次内的任务作为聚类图模型的节点，并基于聚类约束条件构建聚类图模型中各节点之间的无向边，得到成像任务聚类图模型；基于启发式规则将满足聚类约束条件的点目标任务聚合为聚类任务，并基于中位数定理计算聚类任务的侧摆角；构建并利用任务规划的约束条件和目标函数，构建与成像任务聚类图模型所对应的任务规划有向无环图模型；基于任务规划有向无环图模型，并采用最大最小蚁群算法进行任务规划，得到多星成像任务规划方案。在不同的数据规模下，本发明能够获得满意的任务规划结果且具有良好的稳定性。

主权项

1.一种多星成像任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立任务模型，将所有点目标任务均使用任务模型表示；步骤2，将所有点目标任务构建成成像任务聚类图模型；以卫星单个轨道圈次为基准进行构建聚类图模型；以在轨道圈次内的点目标任务分别作为聚类图模型中相应轨道圈次部分的1个节点，并基于聚类约束条件构建聚类图模型中各节点之间的无向边，得到成像任务聚类图模型；步骤3，将满足聚类约束条件且能被卫星在同一个成像条带中完成观测的点目标任务，在成像任务聚类图模型中聚合为聚类任务；步骤4，构建任务规划的约束条件和目标函数；利用任务规划的约束条件和目标函数，构建与步骤3得到的成像任务聚类图模型所对应的任务规划有向无环图模型；步骤5，基于任务规划有向无环图模型，并采用最大最小蚁群算法进行任务规划；步骤5.1，在任务规划有向无环图模型的每个轨道圈次的起始节点，均设置蚁群；步骤5.2，分别针对任务规划有向无环图模型的每个轨道圈次，以当前轨道圈次的起始节点作为蚂蚁个体移动的起始位置，以当前轨道圈次的终止节点作为蚂蚁个体移动的终止位置，并利用启发式信息和信息素浓度作为蚂蚁个体的移动规则，使蚁群中的所有蚂蚁个体从起始位置移动至终止位置，获得蚁群所有蚂蚁个体的移动路径；其中，相邻两个节点之间的启发式信息，由相邻两个节点之间的任务数量、姿态机动角度的大小和经度差构建得到；步骤5.3，从每个轨道圈次的所有移动路径中选择被最多蚂蚁选择的移动路径，作为当前轨道圈次当次迭代周期的最优移动路径；步骤5.4，更新每个轨道圈次到目前迭代周期为止的最优移动路径；步骤5.5，利用启发式信息更新任务规划有向无环图模型的信息素浓度，返回步骤5.2进入下一个迭代周期；步骤5.6，当达到迭代结束条件时，将每个轨道圈次的最优移动路径作为最终的多星成像任务规划方案。