[发明专利]考虑传感器侧摆的多成像卫星区域覆盖调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑传感器侧摆的多成像卫星区域覆盖调度方法，属于卫星通信技术领域。该多成像卫星区域覆盖调度方法方法包括两个阶段，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；该多成像卫星区域覆盖调度方法基于贪婪算法的思想，能够提供至少一个覆盖方案，使得多个成像卫星尽可能的早地完成区域覆盖任务。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体地涉及一种考虑传感器侧摆的多成像卫星区域覆盖调度方法。

背景技术

以马航MH370的搜索为例，2014年3月20日，澳大利亚声称在南印度洋发现疑似MH370残骸，位置为：纬度-43.58，经度90.57。为了搜索该点附近区域，可以把范围扩大为以该点为中心的一个正方形区域。

中国曾调用多颗成像卫星对MH370展开搜索，每颗成像卫星的成像区域是一个条带形区域。图1示出了一颗成像卫星的成像的条带形区域的示意图，如图1所示，通过控制成像卫星上的传感器(如相机)的开关机时间，或者控制传感器的左右偏转角度，传感器成像的条带形区域的位置既可以沿成像扫描方向变化也可以沿垂直于成像扫描方向的方向变化(即可侧摆)。

由于成像卫星成像需要消耗时间，在成像卫星资源充足的情况下，合理的安排各个成像卫星成像的条带形区域的位置，以使得多个成像卫星在将整个区域完全覆盖的前提下尽可能早的完成区域覆盖任务具有至关重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑传感器侧摆的多成像卫星区域覆盖调度方法，该方法通过调整成像卫星成像的条带形区域的位置获得尽可能早的完成区域覆盖任务的覆盖方案。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供一种考虑传感器侧摆的多成像卫星区域覆盖调度方法，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；针对多个成像卫星中的每一个成像卫星：判断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；在判断成像卫星的成像扫描方向为第一倾斜方向的情况下，以第一网格列表G中的任意网格的左下角顶点为基点，根据成像卫星的成像扫描方向将划分的多个网格重新排序，以生成第二网格列表LG，以第二网格列表LG中的任意网格的左下角顶点为基点，根据成像卫星覆盖的条带形区域的宽度和长度确定成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历第二网格列表LG中的所有网格，以形成成像卫星的覆盖模式列表；在判断成像卫星的成像方向为第二倾斜方向的情况下，以第一网格列表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多个网格重新排序，以生成第三网格列表LG，并以第三网格列表LG中的任意网格的左上角顶点为基点，根据成像卫星覆盖的条带形区域的宽度和长度确定成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历第三网格列表LG中的所有网格，以形成成像卫星的覆盖模式列表；遍历多个成像卫星，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：建立第四网格列表，第四网格列表在初始状态下包含第一网格列表中的所有网格；对于第四网格列表中的任意一个网格：从覆盖模式集合中筛选出所有的能够完全覆盖该网格的覆盖模式，以获得该网格的覆盖模式列表CL；计算成像卫星执行网格的覆盖模式列表CL中的每一个覆盖模式的执行结束时间，获得覆盖网格的最早执行结束时间；遍历第四网格列表，获得与第四网格列表中的所有的网格的最早执行结束时间；从第四网格列表中选出最早执行结束时间的值最大的优先网格；针对优先网格：从优先网格的覆盖模式列表中选择与覆盖优先网格的最早执行结束时间所对应的覆盖模式，并确定与该覆盖模式对应的成像卫星；从所确定的成像卫星的覆盖模式列表中筛选出能够覆盖优先网格的所有覆盖模式，并从筛选出的所有覆盖模式中选择覆盖的网格数量最多的覆盖模式作为听确定的成像卫星的的选定覆盖模式，并将听确定的成像卫星的所有覆盖模式从覆盖模式集合中删除；获得选定覆盖模式的覆盖网格列表，将覆盖网格列表中包含的网格从第四网格列表中删除，以更新第四网格列表；判断第四网格列表是否为空列表；在判断第四网格列表不是空列表的情况下，重新计算更新后的第四网格列表中每个网格的最早执行结束时间，以获得新的优先网格以及新的优先网格的选定覆盖模式；在第四网格列表为空的情况下，将选定覆盖模式构成用于覆盖欲覆盖的矩形区域的覆盖方案。