CN110766284B - 多星任务的合成方法和系统 - Google Patents

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CN110766284B CN201910902259.8A CN201910902259A CN110766284B CN 110766284 B CN110766284 B CN 110766284B CN 201910902259 A CN201910902259 A CN 201910902259A CN 110766284 B CN110766284 B CN 110766284B
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Abstract

本发明提供一种多星任务的合成方法和系统，涉及卫星合成领域。包括以下步骤：获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；将待观测任务平均分成若干个任务组；基于观测角度获取每个任务组的平均观测角度；基于观测角度和平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；基于合成观测角度对最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于观测时间窗对有效观测任务集中的待观测任务进行排序；基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。本发明提高了卫星执行任务时的观测收益。

Description

多星任务的合成方法和系统
技术领域
本发明涉及卫星合成技术领域，具体涉及一种多星任务的合成方法和系统。
背景技术
随着航天技术的发展，卫星被广泛应用于各种领域。用户向卫星传达任务，卫星再对任务目标进行观测，从而得到用户需要的信息，一般应用多星对地观测方法来实现。但由于卫星数量少，同时用户提出的需求量又较大，因此对任务进行合成观测，批量成像，是当前的一大研究热点。
现有技术一般是对单个任务安排一次观测，通过不断变换卫星的相机角度来完成用户提出的多个需求。当两个地面目标在地理位置上相近，卫星过境时选择一个居中的相机偏转角对两个任务同时扫描成像，实现任务合成观测。
然而本申请的发明人发现，由于卫星的侧摆能力有限，卫星绕轨道一圈相机只能旋转固定次数，导致只有部分观测任务可以成功，因此现有技术存在观测收益低的缺点。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多星任务的合成方法和系统，解决了现有技术观测收益低的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明解决其技术问题所提供的一种多星任务的合成方法，所述合成方法由计算机执行，包括以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于所述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于所述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于所述合成观测角度对所述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
优选的，在S3中，所述平均观测角度的获取方法为：
Figure GDA0003502064390000021
其中：
Figure GDA0003502064390000022
表示每个任务的观测角度；
j表示当前卫星，q表示当前圈次，N表示待观测任务的总数量，n表示任务组的个数，xN/n表示第x组内的任务数量。
优选的，所述步骤S4具体包括：
S401、计算待观测任务的观测角度和所有平均观测角度的差值，将差值最小的组别作为待观测任务的新组；对所有的待观测任务重复以上操作，所有的待观测任务分组完成后，计算此时的平均观测角度；
S402、重复步骤S401，直至每组观测任务的平均观测角度都不再发生变化，得到最终的任务分组情况，将最终的平均观测角度作为合成观测角度，所述合成观测角度为：
Figure GDA0003502064390000031
其中：
Figure GDA0003502064390000032
表示每个任务的观测角度；
xk为最终任务组中每组的任务数量。
优选的，所述观测时间窗包括任务开始时间和任务结束时间。
优选的，在步骤S5中，所述有效观测任务集的获取方法包括：
基于所述合成观测角度计算每个任务组的卫星相机可视角度区间
Figure GDA0003502064390000033
所述可视角度区间的计算方法为：
Figure GDA0003502064390000034
Figure GDA0003502064390000035
其中：
Figure GDA0003502064390000036
表示卫星j相机最小可视角度；
Figure GDA0003502064390000037
表示卫星j相机最大可视角度；
Δgj表示卫星j相机单次最大覆盖幅宽；
Figure GDA0003502064390000041
表示卫星j圈次q内第x组的合成观测角度；
依次检验每个任务组组内待观测任务的观测角度是否包含在所述可视角度区间
Figure GDA0003502064390000042
内；如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000043
的观测角度
Figure GDA0003502064390000044
则保留任务
Figure GDA0003502064390000045
如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000046
的观测角度
Figure GDA0003502064390000047
则将任务
Figure GDA0003502064390000048
从对应的任务组中删除；检验后的任务组为一个有效观测任务集；对所有任务组执行相同操作，得到若干个有效观测任务集；
所述基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，包括：
按照所述任务开始时间的升序方式对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，对排序后的待观测任务进行编号，得到拟合成任务序列。
优选的，所述步骤S6具体包括：
对于每组拟合成任务序列，按照任务编号的顺序将每个待观测任务依次作为起点任务，将所述起点任务后的待观测任务依次作为终点任务，获取从所述起点任务到所述终点任务的连续任务序列，将所述连续任务序列作为临时合成观测条带；
判断所述临时合成观测条带是否满足预设的卫星单次开机时间约束，若满足条件，则所述临时合成观测条带为一个合成观测条带；若不满足条件，则所述临时合成观测条带不能作为一个合成观测条带。
优选的，所述预设的卫星单次开机时间约束为：
Figure GDA0003502064390000049
其中：
Figure GDA0003502064390000051
表示临时合成观测条带(u,u+v)的结束时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最迟结束观测时间；
Figure GDA0003502064390000052
表示临时合成观测条带(u,u+v)的开始时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最早开始观测时间；
ΔOj为卫星j的单次最长开机时间。
本发明解决其技术问题所提供的一种多星任务的合成系统，所述系统包括计算机，所述计算机包括：
至少一个存储单元；
至少一个处理单元；
其中，所述至少一个存储单元中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述至少一个处理单元加载并执行以实现以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于所述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于所述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于所述合成观测角度对所述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
优选的，所述步骤S4具体包括：
S401、计算待观测任务的观测角度和所有平均观测角度的差值，将差值最小的组别作为待观测任务的新组；对所有的待观测任务重复以上操作，所有的待观测任务分组完成后，计算此时的平均观测角度；
S402、重复步骤S401，直至每组观测任务的平均观测角度都不再发生变化，得到最终的任务分组情况，将最终的平均观测角度作为合成观测角度，所述合成观测角度为：
Figure GDA0003502064390000061
其中：
Figure GDA0003502064390000062
表示每个任务的观测角度；
xk为最终任务组中每组的任务数量。
优选的，所述观测时间窗包括任务开始时间和任务结束时间；
在步骤S5中，所述有效观测任务集的获取方法包括：
基于所述合成观测角度计算每个任务组的卫星相机可视角度区间
Figure GDA0003502064390000063
所述可视角度区间的计算方法为：
Figure GDA0003502064390000064
Figure GDA0003502064390000065
其中：
Figure GDA0003502064390000071
表示卫星j相机最小可视角度；
Figure GDA0003502064390000072
表示卫星j相机最大可视角度；
Δgj表示卫星j相机单次最大覆盖幅宽；
Figure GDA0003502064390000073
表示卫星j圈次q内第x组的合成观测角度；
依次检验每个任务组组内待观测任务的观测角度是否包含在所述可视角度区间
Figure GDA0003502064390000074
内；如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000075
的观测角度
Figure GDA0003502064390000076
则保留任务
Figure GDA0003502064390000077
如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000078
的观测角度
Figure GDA0003502064390000079
则将任务
Figure GDA00035020643900000710
从对应的任务组中删除；检验后的任务组为一个有效观测任务集；对所有任务组执行相同操作，得到若干个有效观测任务集；
所述基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，包括：
按照所述任务开始时间的升序方式对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，对排序后的待观测任务进行编号，得到拟合成任务序列。
(三)有益效果
本发明提供了一种多星任务的合成方法和系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明通过获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；将待观测任务平均分成若干个任务组；基于观测角度获取每个任务组的平均观测角度；基于观测角度和平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；基于合成观测角度对最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于观测时间窗对有效观测任务集中的待观测任务进行排序；基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。本发明综合考虑到卫星执行任务时的观测角度和时间，将所有的任务进行合成处理，得到合成观测条带，提高了卫星在执行观测任务时的观测收益，减少了卫星对地观测过程中的能量消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的多星任务的合成方法的整体流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例通过提供一种多星任务的合成方法和系统，解决了现有技术观测收益低的技术问题，实现了观测收益的提高。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例通过获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；将待观测任务平均分成若干个任务组；基于观测角度获取每个任务组的平均观测角度；基于观测角度和平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；基于合成观测角度对最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于观测时间窗对有效观测任务集中的待观测任务进行排序；基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。本发明实施例综合考虑到卫星执行任务时的观测角度和时间，将所有的任务进行合成处理，得到合成观测条带，提高了卫星在执行观测任务时的观测收益，减少了卫星对地观测过程中的能量消耗。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本发明实施例提供了一种多星任务的合成方法，该方法由计算机执行，如图1所示，包括以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于上述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于上述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于上述合成观测角度对上述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于上述观测时间窗对上述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
本发明实施例通过获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；将待观测任务平均分成若干个任务组；基于观测角度获取每个任务组的平均观测角度；基于观测角度和平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；基于合成观测角度对最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于观测时间窗对有效观测任务集中的待观测任务进行排序；基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。本发明实施例综合考虑到卫星执行任务时的观测角度和时间，将所有的任务进行合成处理，得到合成观测条带，提高了卫星在执行观测任务时的观测收益，减少了卫星对地观测过程中的能量消耗。
下面对各步骤进行具体分析。
在步骤S1中，获取待观测任务的观测时间窗和观测角度。
具体的，待观测任务为单颗卫星单圈次上的执行任务。
在本发明实施例中，设定共m颗卫星，每颗卫星工作ε个圈次，每颗卫星每个圈次上共N个待观测任务。
Figure GDA0003502064390000101
表示待观测任务集合，
Figure GDA0003502064390000102
表示卫星j第q圈次上第i个任务。
Figure GDA0003502064390000111
为卫星j第q圈次上第i个任务的观测时间窗，其中，
Figure GDA0003502064390000112
为任务开始时间，
Figure GDA0003502064390000113
为任务结束时间。
Figure GDA0003502064390000114
表示观测角度集合，
Figure GDA0003502064390000115
表示卫星j第q圈次上第i个任务的观测角度。
在步骤S2中，将待观测任务平均分成若干个任务组。
在本发明实施例中，将N个待观测任务平均分为n组(设定N/n为整数)。待观测任务在分组时为随机分组。
需要说明的是，分组数量n为卫星相机单圈次可旋转的次数。
在步骤S3中，基于上述观测角度获取每个任务组的平均观测角度。
具体的，平均观测角度的获取方法为：
Figure GDA0003502064390000116
其中：
Figure GDA0003502064390000117
表示每个任务的观测角度；
j表示当前卫星，q表示当前圈次，N表示共有待观测任务的总数，n表示任务分组的组数，xN/n表示第x组内的任务数量。
得出第j颗卫星第q圈次上n组平均观测角度
Figure GDA0003502064390000118
在步骤S4中，基于上述观测角度和上述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度。
具体的，包括以下步骤：
S401、计算待观测任务的观测角度和所有平均观测角度的差值，将差值最小的组别作为待观测任务的新组。具体的，对于每一个观测任务
Figure GDA0003502064390000121
依次计算
Figure GDA0003502064390000122
与
Figure GDA0003502064390000123
的差值，x＝1,2,...,n，将差值最小的那一组对应的组别x作为任务i的新组。
对所有的待观测任务重复以上操作，所有的待观测任务分组完成后，计算此时的平均观测角度。
S402、重复步骤S401，直至每组观测任务的平均观测角度都不再发生变化，得到最终的任务分组情况，将最终的平均观测角度作为合成观测角度。具体的，合成观测角度是指卫星最终在执行该组内的合成观测条带时相机的偏转角度。上述合成观测角度为：
Figure GDA0003502064390000124
其中：
Figure GDA0003502064390000125
表示每个任务的观测角度；
xk为最终任务分组中每组的任务数量。
需要说明的是，不同组别内的xk值可能不同，k∈[1,N]。
在步骤S5中，基于上述合成观测角度对上述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于上述观测时间窗对上述有效观测任务集中的待观测任务进行排序。
具体的，包括以下步骤：
S501、获取有效观测任务集。
具体的，基于所述合成观测角度计算每个任务组的卫星相机可视角度区间
Figure GDA0003502064390000126
所述可视角度区间的计算方法为：
Figure GDA0003502064390000127
Figure GDA0003502064390000131
其中：
Figure GDA0003502064390000132
表示卫星j相机最小可视角度；
Figure GDA0003502064390000133
表示卫星j相机最大可视角度；
Δgj表示卫星j相机单次最大覆盖幅宽；
Figure GDA0003502064390000134
表示卫星j圈次q内第x组的合成观测角度。
依次检验每个任务组组内待观测任务的观测角度是否包含在所述可视角度区间
Figure GDA0003502064390000135
内；如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000136
的观测角度
Figure GDA0003502064390000137
则保留任务
Figure GDA0003502064390000138
如果待观测任务
Figure GDA0003502064390000139
的观测角度
Figure GDA00035020643900001310
则将任务
Figure GDA00035020643900001311
从对应的任务组中删除；检验后的任务组为一个有效观测任务集。
对所有任务组执行相同操作，得到若干个有效观测任务集。
S502、对有效观测任务集中的待观测任务进行排序。
观测时间窗包括任务开始时间和任务结束时间。
具体的，对于一个有效观测任务集，其中待观测任务的观测时间窗为
Figure GDA00035020643900001312
将待观测任务按照任务开始时间的升序的方式进行排列，即对于任务
Figure GDA00035020643900001313
有
Figure GDA00035020643900001314
对排序后的待观测任务进行编号1，2…k，得到一个拟合成任务序列。根据所有的有效观测任务集可得到若干组拟合成任务序列。
在步骤S6中，基于预设的卫星单次开机时间约束对有效观测任务集进行检测，得到合成观测条带。
具体的，包括以下步骤：
S601、对于每组拟合成任务序列，按照任务编号的顺序将每个待观测任务依次作为起点任务，将起点任务后的待观测任务依次作为终点任务，获取从起点任务到终点任务的连续任务序列，将连续任务序列作为临时合成观测条带。
例如：一组拟合成任务序列共4个待观测任务(1，2，3，4)。则将其分解可得到以下6组连续任务序列：(1，2)、(1，2，3)、(1，2，3，4)、(2，3)、(2，3，4)、(3，4)。
S602、判断临时合成观测条带是否满足预设的卫星单次开机时间约束，若满足条件，则临时合成观测条带为一个合成观测条带；若不满足条件，则临时合成观测条带不能作为一个合成观测条带。
在本发明实施例中，预设的卫星单次开机时间约束为：
Figure GDA0003502064390000141
其中：
Figure GDA0003502064390000142
表示临时合成观测条带(u,u+v)的结束时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最迟结束观测时间；
Figure GDA0003502064390000143
表示临时合成观测条带(u,u+v)的开始时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最早开始观测时间；
ΔOj为卫星j的单次最长开机时间。
本发明实施例设定合成观测条带为
Figure GDA0003502064390000144
表示卫星j圈次第q圈次上第x组内初始任务为u，结束任务为u+v的有效合成观测条带。
有效合成观测条带即为合成后的待观测任务，将有效合成观测条带发送给卫星，由卫星执行合成后的任务，提高了卫星在执行观测任务时的观测收益，减少了卫星对地观测过程中的能量消耗。
本发明实施例还提供了一种多星任务的合成系统，上述系统包括计算机，上述计算机包括：
至少一个存储单元；
至少一个处理单元；
其中，上述至少一个存储单元中存储有至少一条指令，上述至少一条指令由上述至少一个处理单元加载并执行以实现以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于上述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于上述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于上述合成观测角度对上述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于上述观测时间窗对上述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
可理解的是，本发明实施例提供的上述合成系统与上述合成方法相对应，其有关内容的解释、举例、有益效果等部分可以参考多星任务的合成方法中的相应内容，此处不再赘述。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明实施例通过获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；将待观测任务平均分成若干个任务组；基于观测角度获取每个任务组的平均观测角度；基于观测角度和平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；基于合成观测角度对最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于观测时间窗对有效观测任务集中的待观测任务进行排序；基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。本发明实施例综合考虑到卫星执行任务时的观测角度和时间，将所有的任务进行合成处理，得到合成观测条带，提高了卫星在执行观测任务时的观测收益，减少了卫星对地观测过程中的能量消耗。
需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多星任务的合成方法，其特征在于，所述合成方法由计算机执行，包括以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于所述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于所述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于所述合成观测角度对所述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，在S3中，所述平均观测角度的获取方法为：
Figure FDA0003502064380000011
其中：
Figure FDA0003502064380000012
表示每个任务的观测角度；
j表示当前卫星，q表示当前圈次，N表示待观测任务的总数量，n表示任务组的个数，xN/n表示第x组内的任务数量。
3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S401、计算待观测任务的观测角度和所有平均观测角度的差值，将差值最小的组别作为待观测任务的新组；对所有的待观测任务重复以上操作，所有的待观测任务分组完成后，计算此时的平均观测角度；
S402、重复步骤S401，直至每组观测任务的平均观测角度都不再发生变化，得到最终的任务分组情况，将最终的平均观测角度作为合成观测角度，所述合成观测角度为：
Figure FDA0003502064380000021
其中：
Figure FDA0003502064380000022
表示每个任务的观测角度；
xk为最终任务组中每组的任务数量。
4.如权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述观测时间窗包括任务开始时间和任务结束时间。
5.如权利要求4所述的合成方法，其特征在于，在步骤S5中，所述有效观测任务集的获取方法包括：
基于所述合成观测角度计算每个任务组的卫星相机可视角度区间
Figure FDA0003502064380000023
所述可视角度区间的计算方法为：
Figure FDA0003502064380000024
Figure FDA0003502064380000025
其中：
Figure FDA0003502064380000026
表示卫星j相机最小可视角度；
Figure FDA0003502064380000031
表示卫星j相机最大可视角度；
Δgj表示卫星j相机单次最大覆盖幅宽；
Figure FDA0003502064380000032
表示卫星j圈次q内第x组的合成观测角度；
依次检验每个任务组组内待观测任务的观测角度是否包含在所述可视角度区间
Figure FDA0003502064380000033
内；如果待观测任务
Figure FDA0003502064380000034
的观测角度
Figure FDA0003502064380000035
则保留任务
Figure FDA0003502064380000036
如果待观测任务
Figure FDA0003502064380000037
的观测角度
Figure FDA0003502064380000038
则将任务
Figure FDA0003502064380000039
从对应的任务组中删除；检验后的任务组为一个有效观测任务集；对所有任务组执行相同操作，得到若干个有效观测任务集；
所述基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，包括：
按照所述任务开始时间的升序方式对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，对排序后的待观测任务进行编号，得到拟合成任务序列。
6.如权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：
对于每组拟合成任务序列，按照任务编号的顺序将每个待观测任务依次作为起点任务，将所述起点任务后的待观测任务依次作为终点任务，获取从所述起点任务到所述终点任务的连续任务序列，将所述连续任务序列作为临时合成观测条带；
判断所述临时合成观测条带是否满足预设的卫星单次开机时间约束，若满足条件，则所述临时合成观测条带为一个合成观测条带；若不满足条件，则所述临时合成观测条带不能作为一个合成观测条带。
7.如权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述预设的卫星单次开机时间约束为：
Figure FDA0003502064380000041
其中：
Figure FDA0003502064380000042
表示临时合成观测条带(u,u+v)的结束时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最迟结束观测时间；
Figure FDA0003502064380000043
表示临时合成观测条带(u,u+v)的开始时间为该临时合成观测条带中所有待观测任务的最早开始观测时间；
ΔOj为卫星j的单次最长开机时间。
8.一种多星任务的合成系统，其特征在于，所述系统包括计算机，所述计算机包括：
至少一个存储单元；
至少一个处理单元；
其中，所述至少一个存储单元中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述至少一个处理单元加载并执行以实现以下步骤：
S1、获取待观测任务的观测时间窗和观测角度；
S2、将待观测任务平均分成若干个任务组；
S3、基于所述观测角度获取每个任务组的平均观测角度；
S4、基于所述观测角度和所述平均观测角度对待观测任务不断重新分组，直至重新分组后的平均观测角度不变，得到最终的任务组，并将此时的平均观测角度作为合成观测角度；
S5、基于所述合成观测角度对所述最终任务组进行检验，得到有效观测任务集；基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序；
S6、基于预设的卫星单次开机时间约束对排序后的有效观测任务集进行检验，得到合成观测条带。
9.如权利要求8所述的合成系统，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S401、计算待观测任务的观测角度和所有平均观测角度的差值，将差值最小的组别作为待观测任务的新组；对所有的待观测任务重复以上操作，所有的待观测任务分组完成后，计算此时的平均观测角度；
S402、重复步骤S401，直至每组观测任务的平均观测角度都不再发生变化，得到最终的任务分组情况，将最终的平均观测角度作为合成观测角度，所述合成观测角度为：
Figure FDA0003502064380000051
其中：
Figure FDA0003502064380000052
表示每个任务的观测角度；
xk为最终任务组中每组的任务数量。
10.如权利要求9所述的合成系统，其特征在于，所述观测时间窗包括任务开始时间和任务结束时间；
在步骤S5中，所述有效观测任务集的获取方法包括：
基于所述合成观测角度计算每个任务组的卫星相机可视角度区间
Figure FDA0003502064380000061
所述可视角度区间的计算方法为：
Figure FDA0003502064380000062
Figure FDA0003502064380000063
其中：
Figure FDA0003502064380000064
表示卫星j相机最小可视角度；
Figure FDA0003502064380000065
表示卫星j相机最大可视角度；
Δgj表示卫星j相机单次最大覆盖幅宽；
Figure FDA0003502064380000066
表示卫星j圈次q内第x组的合成观测角度；
依次检验每个任务组组内待观测任务的观测角度是否包含在所述可视角度区间
Figure FDA0003502064380000067
内；如果待观测任务
Figure FDA0003502064380000068
的观测角度
Figure FDA0003502064380000069
则保留任务
Figure FDA00035020643800000610
如果待观测任务
Figure FDA00035020643800000611
的观测角度
Figure FDA00035020643800000612
则将任务
Figure FDA00035020643800000613
从对应的任务组中删除；检验后的任务组为一个有效观测任务集；对所有任务组执行相同操作，得到若干个有效观测任务集；
所述基于所述观测时间窗对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，包括：
按照所述任务开始时间的升序方式对所述有效观测任务集中的待观测任务进行排序，对排序后的待观测任务进行编号，得到拟合成任务序列。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102867107B (zh) * 2012-08-16 2015-05-13 中国人民解放军国防科学技术大学 一种多成像卫星应急任务动态调度方法
CN106228261A (zh) * 2016-07-14 2016-12-14 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 一种多颗对地观测卫星间任务的协同调度方法和装置
IT201700056428A1 (it) * 2017-05-24 2018-11-24 Telespazio Spa Innovativo metodo di scheduling satellitare basato su algoritmi genetici e simulated annealing e relativo pianificatore di missione
CN109163704A (zh) * 2018-08-03 2019-01-08 首都师范大学 图像采集方法及装置
CN109087023B (zh) * 2018-08-23 2021-03-02 中南大学 一种基于分治策略的多星观测分层调度方法及系统

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