[发明专利]多成像卫星区域覆盖任务最大完成时间最小化规划方法

摘要

本发明公开了一种多成像卫星区域覆盖任务最大完成时间最小化规划方法，属于卫星通信技术领域。该方法包括两个阶段，将生成覆盖模式和选择覆盖模式相分离，使得该方法结构合理、层次清晰；该方法能够提供至少一个覆盖方案，使得成像卫星完成覆盖消耗的时间尽可能的少。该方法还通过计算覆盖方案的最优性参数来评价所选择的覆盖方案的质量。

主权项

1.一种多成像卫星区域覆盖任务最大完成时间最小化规划方法，其特征在于，包括生成覆盖模式和选择覆盖模式，其中生成覆盖模式具体包括以下步骤：确定多个成像卫星的成像扫描方向；将欲覆盖的矩形区域划分成多个网格，以生成第一网格列表G；针对所述多个成像卫星中的每一个成像卫星：判断所述成像卫星的成像扫描方向是第一倾斜方向还是第二倾斜方向；在判断所述成像卫星的成像扫描方向为所述第一倾斜方向的情况下，以所述第一网格列表G中的任意网格的左上角顶点为基点，根据成像卫星的成像扫描方向将划分的所述多个网格重新排序，以生成第二网格列表LG，以所述第二网格列表LG中的网格的左上角顶点和右下角顶点为基点，根据所述成像卫星覆盖的条带形区域的宽度确定所述成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成所述成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历所述第二网格列表LG中的网格，以形成所述成像卫星的覆盖模式列表；在判断所述成像卫星的成像方向为所述第二倾斜方向的情况下，以所述第一网格列表G中的任意网格的右上角顶点为基点，根据成像卫星的成像扫描方向将划分的所述多个网格重新排序，以生成第三网格列表LG，并以所述第三网格列表LG中的网格的右上角顶点和左下角顶点为基点，根据所述成像卫星覆盖的条带形区域的宽度确定所述成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成所述成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历所述第三网格列表LG中的网格，以形成所述成像卫星的覆盖模式列表；遍历所述多个成像卫星，以得到覆盖模式集合，该覆盖模式集合包括每个成像卫星的覆盖模式列表；选择覆盖模式具体包括以下步骤：针对所述多个成像卫星中的每一个成像卫星：设定时间下界的初始值，时间消耗的初始值，迭代次数的上限值，拉格朗日乘子序列的初始值，以及时间系数序列的初始值；根据所述成像卫星上携带的传感器的开机时间和关机时间，计算所述成像卫星执行覆盖模式所需要的时间；建立所述成像卫星执行覆盖模式所需要的时间最小化的目标函数，以获得成像卫星执行覆盖模式消耗的时间目标值；计算所述成像卫星执行所述覆盖模式列表中的每一个覆盖模式消耗的时间目标值，并从所述覆盖模式列表中选择消耗的时间目标值最小的一个覆盖模式；遍历所述多个成像卫星，以选择每一个成像卫星的消耗的时间目标值最小的一个覆盖模式，以形成一个覆盖方案；修正所述覆盖方案，以获得修正后的覆盖方案；更新所述时间下界的初始值，所述时间消耗的初始值；根据更新后的时间下界的初始值和更新后的时间消耗的初始值计算所述修正后的覆盖方案的最优性参数的值；通过更新所述拉格朗日乘子的值来更新所述目标函数，基于更新的目标函数重新选择每一个成像卫星的消耗的时间目标值最小的一个覆盖模式，以形成一个覆盖方案，针对新形成的覆盖方案重新计算所述最优性参数的值；多次更新所述拉格朗日乘子的值，在所述拉格朗日乘子的值的更新次数达到所述迭代次数的上限值的情况下，从选择和重新选择的多个覆盖方案中选择所述最优性参数的值最小的覆盖方案，作为用于覆盖所述矩形区域的覆盖方案。