[发明专利]一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法及系统

说明书

本发明提供了一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法及系统，通过构建海洋移动目标运动模型；并根据所述海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测，得到拟生成的任务集；对拟生成的任务集赋予任务要素形成生成星上自主任务。本发明通过高斯分布下双约束条件的目标运动预测模型得到目标任务的可能位置，使得对海洋移动目标的跟踪观测称为可能，实现对目标运动不确定性的度量。从而可以为后续多星任务的规划提供必要的输入数据，进而实现快速任务规划实现任务观测跟踪。

技术领域

本发明涉及移动目标任务管理领域，尤其是涉及一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法及系统。

背景技术

完整的星上自主任务管理应当面向目标的全周期、全寿命管理，包括目标的状态维护、运动预测、跟踪任务生成以及跟踪任务属性配置。对于移动目标这类典型的动态性目标，尽管目前存在较多的关于移动目标的预测模型，方法涵盖了经典的轨迹拟合到机器学习轨迹预测，但是缺乏对抗博弈特征下的移动目标预测模型，而且在缺乏历史数据的情况下，无法采用机器学习等方式实现对移动目标的预测。对于目标的诸多不确定性需要转化关联到卫星的跟踪任务上，以方便跟踪任务的调度，而目前研究仅仅限于简单的运动预测与任务选择机制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是怎样在卫星上对海洋移动目标进行跟踪并形成星上自主任务的输入，提出了一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法，包括以下步骤：

步骤1：构建海洋移动目标运动模型；

步骤2：根据所述海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测，得到拟生成的任务集；

步骤3：对拟生成的任务集赋予任务要素形成生成星上自主任务。

进一步地，所述海洋移动目标运动模型是：

目标在t_j时刻在PGFS下对应的位置为P＝(x,y,z),需要根据目标当前轨迹点状态递推目标下一个位置点P′＝(x′,y′,z′)。目标在P处短时间内运动轨迹大圆弧所在平面为OPP′,根据运动方向以及右手系确定大圆的法向量为地球北极点为N，平面OPN依据右手系确定的法向量为

由旋转方位角γ_j可以得到即

其中，Q_bp＝(q₀,q₁,q₂,q₃)为四元数，为其共轭四元数，满足以下条件

目标经过时间κ从P运动到P′，其运动距离为d＝v_jκ，对应地球的圆心角弧度为因此，P′的坐标可以由下述公式得到

其中，Q_pp′＝(q₀′,q₁′,q₂′,q₃′)为四元数，为其共轭四元数，满足以下条件

进一步地，步骤2中根据所述海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测，得到拟生成的任务集的具体方法是：

步骤2.1：对海洋移动目标所在区域进行网格划分并构建网格索引；

步骤2.2：基于星载图像识别算法对光学图像进行识别得到海洋移动目标的位置与航向，基于SAR载荷，得到所述海洋移动目标的航速；