[发明专利]敏捷卫星任务规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星观测控制领域，尤其涉及一种敏捷卫星任务规划方法。

背景技术

对地观测卫星(Earth Observing Satellite，简称EOS)的任务通常是根据用户的观测需求，获取地球表面指定目标的图像信息。EOS通常是按照预定的观测计划(元任务列表)来实施观测的，观测计划中规定卫星将在什么时间、以何种观测方式、完成哪些观测任务。观测计划的制订则直接源于卫星观测调度的结果。传统的对地观测卫星推扫成像过程完全依赖于卫星沿轨道向前的运动，因此成像条带的走向只可能平行于星下线，条带的宽度取决于星载遥感器的视场角的大小，条带的具体位置则取决于成像时采用的侧摆角的大小，其观测能力是非常呆板的。

随着航天技术的不断发展，开发了敏捷卫星(agile satellite)。敏捷卫星是能够灵活调整星载遥感器指向的成像卫星，敏捷卫星的视角(星载遥感器的视场角)通常可以绕翻滚(roll)、俯仰(pitch)、偏航(yaw)三个轴变化，从而使卫星有可能在能力允许的范围内沿任意角度进行观测。

对于这类能够灵活调整星载遥感器指向的成像卫星，星载遥感器在轨飞行时的观测范围是一个以星下点轨迹为中心线的带状区域，处于这个带状区域内的地面目标都有可能被卫星观测。而由于星载遥感器的视场角有限，同一时刻星载遥感器只能观测条带状观测范围内有限的地面场景。何时采用何种角度进行对地观测是敏捷卫星完成各项任务，生成敏捷卫星动作指令的基础。

为了充分利用敏捷卫星的星上资源，发挥高敏捷的优势，最大限度满足用户日益多样化的图像需求，需要发展星地一体的任务调度方法。通常是通过地面规划对用户多种任务需求进行统一分析与优化安排制定元任务列表。但是，在实际任务执行过程中，可能由于突发事件等发生元任务冲突或星上实际资源与规划不一致。此时将使得卫星不能正常工作。因此，希望能够对任务冲突进行预先排查并消除任务冲突。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速有效的方法解决敏捷卫星的任务冲突问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种敏捷卫星任务规划方法，所述敏捷卫星任务规划方法包括下述步骤：步骤1：获取本规划周期的元任务列表，所述元任务列表中的元任务按照开始时间早的顺序排列，设定前瞻步长；步骤2：依次选取所述元任务列表中的一个元任务为当前任务；步骤3：以所述前瞻步长对所述当前任务执行前瞻判断，如果所述当前元任务与前瞻步长内的后续元任务相互冲突，当所述当前元任务的优先顺序不低于所述后续任务时，删除所述后续元任务，否则删除所述当前元任务。

通过所述方法，能够快速地提前发现任务冲突，并消除冲突。从而确保卫星的正常运行，提高卫星平台的可靠性和寿命。

优选地，如果在设定的前瞻步长内没有后续元任务与所述当前元任务冲突；或者在存在冲突但当前任务的优先顺序不低于前瞻步长内的后续任务时，在当前任务不满足电量、存储约束及姿态转换时间条件的情况下，删除所述当前元任务。从而进一步确保元任务列表内的元任务能够正常地执行。

优选地，所述优先顺序以下述方式判定：首先比较元任务优先级的高低，优先级高的优先顺序较高；优先级相同时，比较剩余观测机会，剩余观测机会少的优先顺序较高；剩余观测机会相同时，比较元任务时间窗口的长短，时间窗口短的优先顺序较高；当任务时间窗口相同时，比较元任务侧摆角的大小，侧摆角较小的优先顺序较高；当侧摆角相同时，比较任务俯仰角的大小，且俯仰角较小的优先顺序较高。从而使得一方面可以对具体的元任务设置优先级，而具有灵活的任务选择能力。另一方面，确保了可以执行较多的任务，并获得较高的观测质量。

优选地，在回传时间窗口，设置如下的优先顺序：实传任务＞近实传任务＞回传任务＞一般观测任务。通过此种优先顺序设置，使得能够很好地利用回传窗口回传观测数据，减少存储区域的占用。

优选地，所述敏捷卫星任务规划方法在卫星上执行。从而可以快速、直接地消除潜在的冲突。进一步提高卫星的工作可靠性。

优选地，所述方法进一步包括下述步骤：检查当前元任务与其前一元任务之间能否安排对日定向和/或对地定向活动，如满足时间要求则安排对日定向和/或对地定向。从而以较小的开销实现对日或对地定向。

优选地，所述前瞻步长为2-10，更优选地，所述前瞻步长为5。从而实现效率和可靠性的良好平衡。

优选地，本规划周期的元任务列表中删除的元任务放置到下一规划周期中再次进行规划。从而可以尽可能地完成设置的元任务。

具体实施方式