[发明专利]一种基于任务聚类的敏捷遥感卫星多目标任务规划方法

权利要求书

1.一种基于任务聚类的敏捷遥感卫星多目标任务规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)将观测目标转换为离散点集，通过贪心策略下的边界延拓方法，将待观测目标集合进行聚类分组，每个聚类小组确定为一个内层任务集合，所有内层任务集合的组合确定为外层任务集合；

(2)对内层任务集合采用局部禁忌算法，规划内层任务观测顺序；

(3)对外层任务集合采用全局禁忌算法，规划最优整体观测路径；

步骤(2)具体为：

对于任意一个内层任务集合Cluster_{x_exp}，设该集合中共有Nsub个目标点，选取经纬坐标系下相对距离最大的两个目标点作为目标观测序列的开始点Pot_start和结束点Pot_end，将该集合中其他(Nsub-2)个目标点作为中间目标点依次排序形成初始优化序列InSub_Cluster_{x_exp}＝{Pot_start,Pot₁,Pot₂,…,Pot_Nsub-2,Pot_end}，针对初始优化序列采用内层禁忌搜索算法两两交换集合中点的顺序，对初始优化序列重新排序生成交换序列，计算交换序列的收益，选取收益值最高的交换序列作为优化序列Sub_Cluster_{x_exp}，优化序列Sub_Cluster_{x_exp}中目标点的排序为内层任务集合Cluster_{x_exp}中内层任务观测顺序；

交换序列的收益通过下式获取：

F＝∑_i∈Nallowedw_i·x_i+1/∑_{i,j∈Nallowed}Shift(i,j)，

其中，F表示收益，w_i为任务权值，x_i为交换序列中第i个目标点的观测系数，当目标点可观测则x_i取1，否则x_i取0，Shift(i,j)表示交换序列中第i个目标点和第j个目标点之间的相机姿态调整时间，Nallowed为交换序列目标点集合。

2.根据权利要求1所述的一种基于任务聚类的敏捷遥感卫星多目标任务规划方法，其特征在于，步骤(1)具体为：

(11)组建原始聚类集合Cluster_x：以离散点集中的任意一个目标点Pot_x为中心点，计算离散点集中所有点Pot_i与目标点Pot_x的距离Dist(x,i)，将Dist(x,i)小于延伸距离阈值Mdist的点归入原始聚类集合Cluster_x，即：

Cluster_x＝{Pot_i|1≤i≤N,Dist(x,i)＜Mdist}，

其中，N为离散点集中目标点的总数；

(12)组建扩展聚类集合Cluster_{x_exp}：计算原始聚类集合Cluster_x中的各个点和该集合边界外围目标点Pot_j的距离，将距离小于延伸距离阈值Mdist的点扩展至原始聚类集合Cluster_x中，形成扩展聚类集合Cluster_{x_exp}，即：

Cluster_{x_exp}＝{Pot_j|1≤i≤M,Pot_k∈Cluster_x,Dist(k,j)＜Mdist}，

其中，Dist(k,j)为原始聚类集合Cluster_x中的目标点Pot_k与原始聚类集合边界外围目标点Pot_j的距离，M为原始聚类集合边界外围目标点的总数；

(13)将扩展聚类集合作为一个聚类小组，从离散点集中剔除已聚类分组的目标点并重复进行步骤(11)～(12)，完成所有目标点的聚类分组。