[发明专利]用于卫星星群的地面移动目标自动跟踪任务规划方法及系统

说明书

本发明公开一种用于卫星星群的地面移动目标自动跟踪任务规划方法及系统，针对移动目标跟踪任务，提供了一种多星协同任务规划算法，相比单星独自负载，多星协同将提高目标跟踪的观测频率，降低目标失踪概率。同时，本发明的星群系统采用完全分布式结构，成员卫星之间通过通信链路实现任务信息交互，此结构下各成员相对独立，便于提高系统的容错性与稳定性。规划方法可在星群内在线自主运行，可实现对移动目标的实时快速跟踪，方法执行简单且效率较高、可实现任务的快速迭代生成；通过重搜索过程可有效应对移动目标失踪；规划方案可行，可以满足微小卫星群对移动目标跟踪任务的实际需求。

〖技术领域〗

本发明涉及遥感探测技术领域，尤其涉及一种用于卫星星群的地面移动目标自动跟踪任务规划方法及系统。

〖背景技术〗

随着航天技术的发展，人类对地观测的需求逐渐增多，航母等大型移动目标已经成为了一类时需观测任务。不同于静止观测目标，移动目标运动轨迹、速度的不确定性导致监测站难以准确地判断其实时位置与状态。

使用宽幅天基遥感卫星可以提高对地球移动目标的成像能力，然而单星离线任务规划模式下的卫星观测覆盖范围、对目标的适应性都很有限，难以完成对移动目标的跟踪任务，因此研究多颗微小卫星构成的观测星群自主协同工作、进行移动目标的自动跟踪具有重要意义，为保证多星系统的观测效能，需要设计合理的星群自主任务规划方法。

〖发明内容〗

本发明提供一种用于卫星星群的地面移动目标自动跟踪任务规划方法及系统，旨在提高卫星星群的观测效能，高效完成对地球移动目标的跟踪侦查任务。本发明由以下技术方案实现：

一种用于卫星星群的地面移动目标自动跟踪任务规划方法，包括以下步骤：

步骤一：某颗卫星接收到来自地面的待跟踪移动目标信息，该某卫星作为招募卫星，生成潜在区域任务，将潜在区域任务作为观测任务在卫星系统内招募执行者；

步骤二：卫星系统内的成员卫星接收到潜在区域任务后进行任务规划，卫星可以胜任此任务时向招募卫星发送执行任务申请，否则不发送执行任务申请；

步骤三：招募卫星接收到执行任务申请，并在所有申请中选择一颗卫星作为任务执行者，向其发送执行任务通知；招募卫星未收到执行任务申请时，更新潜在区域任务继续招募；

步骤四：接收到执行任务通知的卫星作为执行卫星，执行卫星执行潜在区域任务并根据任务执行结果向地面回传检测图像并将检测结果返回招募卫星，任务执行完毕时向招募卫星发送任务结束指令；

步骤五：若招募卫星未收到任务结束指令，则招募卫星根据返回的检测结果更新潜在区域任务，在系统内重新进行任务招募活动并重复执行步骤三和四，当累积一定检测结果次数均未发现移动目标时，执行步骤六；若招募卫星收到了任务结束指令，任务终止。

步骤六：卫星系统更新任务，重新对移动目标自主搜索，卫星成员由单星规划找到目标潜在概率最高的条带任务发送任务申请，中标范围为所有申请卫星；若多星协同任务后发现目标，进入步骤一，否则，重复步骤六。

作为具体的技术方案：步骤一中，生成潜在区域任务时采用滚动的方式进行潜在区域任务的更新，滚动观测周期时长为W，滚动以某颗卫星S_m(0＜m≤N_S)收到地面上传任务或一次任务执行并完成图像检测事件触发。