【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學衛星領域，具體地，涉及一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法及系統。
技術介紹
1、隨著空間技術的快速發展，光學衛星在地理、軍事、氣象等多個領域中的應用日益增多。傳統的光學衛星任務規劃往往依賴于地面控制中心的手工操作，這種方法不僅工作效率低下，且面對突發時間多目標任務時，可能無法及時做主最優決策。
2、敏捷光學衛星，優于其高度的機動性和靈活性，可以快速改變其觀測姿態，從而在短時間內完成對對個目標的連續觀測。然而，如何在多目標情景下，為敏捷光學衛星設計出一種高效、自主的任務規劃方法，以確保衛星資源的最大化利用并滿足觀測需求，是當前的一個技術挑戰。
3、已有的多目標任務主要依賴于簡單的時間順序或優先級順序進行執行，在任務沖突時采用簡單的調整和取消策略，不能最大化衛星資源的使用效率。因此，研發一種能夠快速進行多目標任務規劃，同時又能滿足姿態機動等約束，以自適應協調任務順序，最大化衛星使用效率的任務規劃方法成為了迫切需求。
技術實現思路
1、針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法及系統。
2、根據本專利技術提供的一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，包括：
3、可見窗口隊列生成步驟：根據優先級計算篩選出符合預期的可見窗口隊列；
4、任務分配步驟：對生成的可見窗口隊列進行優先級排序，選擇第一個目標最佳觀測時刻和最佳觀測姿態送入新隊列，進行目標窗口
5、優選的，所述可見窗口隊列生成步驟包括：
6、輸入時間窗口閾值和可見時間窗口，組建成第一任務隊列；
7、根據時間窗口的順序創建第二任務隊列，并將第一任務隊列中的時間窗口存入第二任務隊列中；
8、多個時間窗口中，最后一個時間窗口的長度大于第一任務隊列的長度；
9、多個結束時間中，若最后一個結束時間的長度大于第二任務隊列的長度，則輸出第二任務隊列以及最小開始時間；
10、所述最小開始時間包括最后一個結束時間與時間窗口閾值的差。
11、優選的，所述任務分配步驟包括：
12、依據最早可見時刻和單次推掃時長參數，機動時間依據所需姿態和前后姿態進行計算，對各可插入位置進行插入；若插入成功，則進行下一個目標窗口的分配，否則在最早可見時刻上加預設迭代搜索步長作為工作開始時刻，再次進行插入，直至插入成功或超出窗口結束時刻。
13、優選的，所述可見窗口隊列生成步驟包括求解多目標探測任務開始結束時間；所述任務分配步驟包括求解衛星多目標探測任務中各點觀測時序問題。
14、優選的，所述可見窗口隊列生成步驟的輸入包括各目標點優先級和可見窗口，輸出包括載荷開機時刻和關機時刻；所述任務分配步驟的輸入包括各點位置信息、可觀測窗口、單次工作時長、單次開機時長、較優迭代搜索步長，輸出包括較優多目標探測任務中各點觀測時序。
15、根據本專利技術提供的一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃系統，包括：
16、可見窗口隊列生成模塊：根據優先級計算篩選出符合預期的可見窗口隊列；
17、任務分配模塊：對生成的可見窗口隊列進行優先級排序，選擇第一個目標最佳觀測時刻和最佳觀測姿態送入新隊列，進行目標窗口的任務分配。
18、優選的，所述可見窗口隊列生成模塊包括：
19、輸入時間窗口閾值和可見時間窗口，組建成第一任務隊列；
20、根據時間窗口的順序創建第二任務隊列，并將第一任務隊列中的時間窗口存入第二任務隊列中；
21、多個時間窗口中，最后一個時間窗口的長度大于第一任務隊列的長度；
22、多個結束時間中，若最后一個結束時間的長度大于第二任務隊列的長度，則輸出第二任務隊列以及最小開始時間；
23、所述最小開始時間包括最后一個結束時間與時間窗口閾值的差。
24、優選的，所述任務分配模塊包括：
25、依據最早可見時刻和單次推掃時長參數，機動時間依據所需姿態和前后姿態進行計算，對各可插入位置進行插入；若插入成功，則進行下一個目標窗口的分配，否則在最早可見時刻上加預設迭代搜索步長作為工作開始時刻，再次進行插入，直至插入成功或超出窗口結束時刻。
26、優選的，所述可見窗口隊列生成模塊包括求解多目標探測任務開始結束時間；所述任務分配模塊包括求解衛星多目標探測任務中各點觀測時序問題。
27、優選的，所述可見窗口隊列生成模塊的輸入包括各目標點優先級和可見窗口，輸出包括載荷開機時刻和關機時刻；所述任務分配模塊的輸入包括各點位置信息、可觀測窗口、單次工作時長、單次開機時長、較優迭代搜索步長，輸出包括較優多目標探測任務中各點觀測時序。
28、與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：
29、1、本專利技術能夠針對多目標場景下敏捷衛星在有限開機時間內，對多個目標進行初篩，考慮優先級需求，生成符合優先級設置的的較優工作時間窗口；可適用于多目標探測場景，使得衛星具備自主選擇工作窗口達到較優工作效果的能力，為目標點離散難以在一次開機時長內覆蓋問題提供解決方法。
30、2、本專利技術針對敏捷衛星在有開機時間場景下對大量目標點進行機動探測的場景，在目標點均可見的情況下，提出了考慮姿態機動時間的任務分配、設計考慮優先級、可見窗口、機動時長的任務隊列生成方法，能夠解決敏捷衛星面臨多目標點快速機動探測時目標點篩選和探測時序決策問題，具備較好的實用性。
31、本專利技術的其他有益效果，將在具體實施方式中通過具體技術特征和技術方案的介紹來闡述，本領域技術人員通過這些技術特征和技術方案的介紹，應能理解所述技術特征和技術方案帶來的有益技術效果。
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1.一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟包括：
3.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述任務分配步驟包括：
4.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟包括求解多目標探測任務開始結束時間；所述任務分配步驟包括求解衛星多目標探測任務中各點觀測時序問題。
5.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟的輸入包括各目標點優先級和可見窗口，輸出包括載荷開機時刻和關機時刻；所述任務分配步驟的輸入包括各點位置信息、可觀測窗口、單次工作時長、單次開機時長、較優迭代搜索步長，輸出包括較優多目標探測任務中各點觀測時序。
6.一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的敏捷光學衛星多目標快
8.根據權利要求6所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃系統，其特征在于，所述任務分配模塊包括：
9.根據權利要求6所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃系統，其特征在于，所述可見窗口隊列生成模塊包括求解多目標探測任務開始結束時間；所述任務分配模塊包括求解衛星多目標探測任務中各點觀測時序問題。
10.根據權利要求6所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃系統，其特征在于，所述可見窗口隊列生成模塊的輸入包括各目標點優先級和可見窗口，輸出包括載荷開機時刻和關機時刻；所述任務分配模塊的輸入包括各點位置信息、可觀測窗口、單次工作時長、單次開機時長、較優迭代搜索步長，輸出包括較優多目標探測任務中各點觀測時序。
...【技術特征摘要】
1.一種敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟包括：
3.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述任務分配步驟包括：
4.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟包括求解多目標探測任務開始結束時間；所述任務分配步驟包括求解衛星多目標探測任務中各點觀測時序問題。
5.根據權利要求1所述的敏捷光學衛星多目標快速機動自主任務規劃方法，其特征在于，所述可見窗口隊列生成步驟的輸入包括各目標點優先級和可見窗口，輸出包括載荷開機時刻和關機時刻；所述任務分配步驟的輸入包括各點位置信息、可觀測窗口、單次工作時長、單次開機時長、較優迭代搜索步長，輸出包括較優多目標探測任務中各點觀測時序。
...【專利技術屬性】
技術研發人員：魏建宇，陳議，趙傳軍，鄭峰，范君杰，周軍，汪少林，
申請(專利權)人：上海衛星工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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