技术领域本发明属于卫星任务规划技术领域,尤其涉及一种多星对地观测任务的调度规划方法及装置。
背景技术:
对地观测是以地球为研究对象,依托卫星、飞船航天飞机以及近空间飞行器等空间平台,利用可见光红外高光谱和微波等多种探测手段,获取信息并进行处理和形成产品。在对地观测卫星发展之初,由于卫星载荷能力有限,用户任务也相对较少,任务的观测时间和观测角度都相对固定,卫星管理和控制比较简单,任务规划问题也不突出。但随着对地观测卫星技术的发展和地面影像数据需求的增加,卫星需要调整遥感设备的侧视角度进行对地面目标进行观测。在安排的过程中,需考虑诸多的约束,以保证卫星安全可靠的运行和顺利的进行观测任务。一般而言,不能在一次任务规划时间范围内进行所有的任务请求进行成像,卫星每次执行的任务是任务数据集合的一个子集。不能满足用户提出的需求。为充分利用卫星资源,需要对用户提出的任务需求,以及对地观测卫星进行统一管理和调度规划。现有技术中通过简单的推理计算已不能满足卫星日常管理和指挥控制的需求,必须借助适当的数学模型和软件工具才能较好管理和分配卫星资源,以最大化满足日益增长的任务需求。但是目前,大多数有关卫星任务的调度研究集中在单颗卫星资源调度和时间序列规划方面。并且这些研究都缺乏从用户需求、模型、算法以及最终软件系统的完整分析,而且大多数研究都与具体卫星系统及任务密切相关,不能很好满足实际需要。基于此,如何实现多星多任务情况下的卫星资源调度、优化卫星系统的资源配置,充分合理利用卫星系统资源,是当前面临的迫切需要解决的问题。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种多星对地观测任务的调度规划方法及装置,用于解决现有技术中在多星对地观测时,不能优化卫星系统的资源配置,充分合理利用卫星系统资源的技术问题。本发明提供一种多星对地观测任务的调度规划方法,所述方法包括:读取观测任务及卫星资源数据;根据所述卫星资源数据对观测任务进行划分,获取观测元任务集;利用演化算法对所述观测元任务集进行任务规划,获取规划结果;对所述规划结果进行解码,获取观测序列;其中,所述规划结果为所述多星对地观测时,将卫星轨道运行条件、卫星载荷能力与所述观测任务相对应,形成的卫星载荷调度方案。上述方案中,所述根据所述卫星资源数据对观测任务进行划分,获取观测元任务集包括:根据所述卫星资源数据在卫星工具包(STK,SatelliteToolKit)中建立场景模型;计算卫星载荷与地面目标之间的可见时间窗口;计算卫星的星下点轨迹;根据星下点轨迹及所述时间窗口的起始时间确定所述卫星在所述时间窗口的起始时刻所在的星下点位置;根据所述星下点位置确定所述卫星观测覆盖条的四角坐标;根据所述观测覆盖条带获取所述观测元任务集。上述方案中,利用演化算法对所述观测元任务集进行任务规划,获取规划结果包括:对所述观测元任务集中的侧摆次数、观测工作时间、太阳高度角及侧摆角度进行约束定义;对侧摆次数约束、观测工作时间约束、太阳高度角约束及侧摆角度约束进行假设,在假设的基础上建立卫星载荷调度模型;利用所述演化算法对所述卫星载荷调度模型进行求解,获取规划结果。上述方案中,所述卫星资源数据包括:卫星信息、有效载荷信息及地面目标信息。上述方案中,所述卫星载荷调度模型包括:minΣv=1n(tvbegin-tvearly)/s]]>及min{maxETWvtwv-minSTWvtwv