[发明专利]多星多目标跟踪区域分组协同系统

说明书

本发明提供了一种多星多目标跟踪区域分组协同系统，包括组成星座的多个卫星，还包括：区域划分单元，被配置为将全球以经纬度划分为多个区域，基于多个区域对卫星进行跟踪组群划分，形成跟踪组群，其中每个区域的边缘具有缓冲区域；观测链条生成单元，被配置为选出每个跟踪组群的组长与组员，并将各个跟踪组群的组长和组员组成观测链条，所述观测链条向任务方向延伸；任务分配单元，被配置为依据每个区域及其缓冲区域的主星选择与切换原则、卫星组间切换原则、以及目标分配原则，进行全球星座的多目标跟踪任务分配。

技术领域

本发明涉及星座协同技术领域，特别涉及一种多星多目标跟踪区域分组协同系统。

背景技术

随着近来越来越多的大规模星座在轨部署，卫星之间如何通过协同工作来实现在轨自主化运行成为一个重要的研究方向。大规模星群协同及自主运行，一般在轨的协同模式可以划分为主从式及分布式。其中主从式星座在星座中有一颗或者多颗主星，主星负责多颗从星的在轨任务规划，分布式协同的星座中没有主星，卫星自己制定协同任务规划，通过与其他星协商来完成最终的任务协同。

在主从式的在轨架构中，又可以进一步分为固定式主星与动态主星的协同模式。固定式主星的协同模式无法满足由突发事件驱动的协同要求，现有的动态式主星虽然能够部分应付由突发事件驱动的协同要求，但需要地面上注选择主星，机动性能不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多星多目标跟踪区域分组协同系统，以实现卫星星座在轨具备自主选择主星和对从星分组的能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多星多目标跟踪区域分组协同系统，包括组成星座的多个卫星，还包括：

区域划分单元，被配置为将全球以经纬度划分为多个区域，基于多个区域对卫星进行跟踪组群划分，形成跟踪组群，其中每个区域的边缘具有缓冲区域；

观测链条生成单元，被配置为选出每个跟踪组群的组长与组员，并将各个跟踪组群的组长和组员组成观测链条，所述观测链条向任务方向延伸；以及

任务分配单元，被配置为依据每个区域及其缓冲区域的主星选择与切换原则、卫星组间切换原则、以及目标分配原则，进行全球星座的多目标跟踪任务分配。

可选的，在所述的多星多目标跟踪区域分组协同系统中，观测链条生成单元根据区域关系将各个跟踪组群的组长和组员组成观测链条，其中：

所述区域关系包括各个区域之间的位置关系、区域内及区域间各卫星的轨姿关系、以及区域内及区域间各卫星的任务和配置关系中的一种或多种。

可选的，在所述的多星多目标跟踪区域分组协同系统中，观测链条生成单元在各个区域之间采用跨区域链条组合模式形成组间系统，所述组间系统组成动态观测链条；

跨区域链条组合模式包括各个区域的观测链条组合和/或区域之间的卫星组成跨区域链条。

可选的，在所述的多星多目标跟踪区域分组协同系统中，区域划分单元将全球以经纬度划分为8个区域，每个区域大小为90°×90°；

卫星的数量为25～30个，采用低倾角或太阳同步轨道进行星座设计，每个区域的卫星平均数量为3～4个。

可选的，在所述的多星多目标跟踪区域分组协同系统中，主星选择与切换原则包括：

以卫星距离该区域中心的距离最短为判据原则，选择最为接近区域中心的卫星作为主星；

基于星历提前进行区域主星的切换表；

如主星故障，则选取次近卫星作为主星。

可选的，在所述的多星多目标跟踪区域分组协同系统中，卫星星下点在地球表面距离区域中心的距离为公式(1)