[发明专利]基于姿态信息的航天器多目标在线聚类规划方法

权利要求书

1.基于姿态信息的航天器多目标在线聚类规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：根据航天器观测相机的视场角，确定航天器多目标在线聚类的聚类标准约束；

步骤二：以最佳成像时间为标准，将所有单目标成像区间进行排序，形成成像区间序列组合；

步骤三：基于步骤一确定的航天器多目标在线聚类的聚类标准约束，通过聚类标准约束和目标优先级依次确定中心成像区间，将所有中心成像区间按照最佳成像时刻和条带间隔排序形成新的中心成像区间序列组合以及剩余成像区间序列组合；所述最佳成像时刻和条带间隔排序即为成像时间约束；

步骤四：根据航天器姿态信息约束，基于两点边值扩展法，将步骤三得到的中心成像区间和剩余区间进行合并，形成聚类成像区间；

步骤五：通过步骤一的聚类标准约束对步骤二的成像区间进行排序，形成步骤三的中心成像区间，在步骤四中根据航天器姿态信息将步骤三得到的中心成像区间和剩余区间进行合并形成便于观测的聚类成像区间，所述的便于观测的聚类成像区间为满足相关约束条件的多次观测的目标区间聚合成能够由航天器一次观测完成的聚类区间；所述相关约束条件包括聚类标准约束、成像时间约束、姿态信息约束；即通过聚类标准约束充分考虑实际观测任务中成像区间条带宽度，实现相机参数到聚类参数的有效转化，符合实际任务情况，准确性高；通过成像时间约束充分考虑航天器轨道信息和观测条带间隔，符合实际观测任务情况，提高多目标聚类的实时性和准确性；通过姿态信息约束充分考虑航天器姿态信息和侧摆姿态角约束，符合实际观测任务情况，提高多目标聚类的准确性和安全性。

2.如权利要求1所述的基于姿态信息的航天器多目标在线聚类规划方法，其特征在于：步骤一实现方法为，

根据航天器观测相机的视场角theta，得出多目标在线聚类的聚类宽度T，确定航天器多目标在线聚类的聚类标准约束：

其中，b为航天器相对于轨道的转动系数，a是航天器的轨道半长轴，r是航天器环绕星体的球面半径；

即得出航天器多目标在线聚类的聚类标准约束为：侧摆角之差在theta以内以及最佳成像时刻之差在T以内，满足以上条件的所有成像区间能够聚类合并成为新的聚类区间。

3.如权利要求2所述的基于姿态信息的航天器多目标在线聚类规划方法，其特征在于：步骤二具体实现方法为，

以最佳成像时间为标准，按照从小到大的顺序，将所有单目标成像区间进行排序，形成成像区间序列组合。

4.如权利要求3所述的基于姿态信息的航天器多目标在线聚类规划方法，其特征在于：步骤三具体实现方法为，

基于步骤一确定的多目标在线聚类的聚类宽度T，从当前成像区间序列组合中，选出每个聚类宽度内的中心成像区间；单个聚类宽度内，优先级最高的区间为中心成像区间，若优先级相同，最靠近聚类中心的区间为中心成像区间；

其中，t_c为当前成像区间与聚类中心的距离，T_i是当前成像区间最佳成像时间，T_a是当前聚类区间的开始成像时间；

将所有中心成像区间按照最佳成像时刻排序，形成新的中心成像区间序列组合以及剩余成像区间序列组合。