[发明专利]基于气象条件和目标特性的航天对地观测载荷配置方法

说明书

本发明涉及航天对地观测载荷配置领域，提供一种基于气象条件和目标特性的航天对地观测载荷配置方法，具体包括如下步骤：首先，获取航天对地观测需求，需求中具体包括目标位置、目标类型、观测时间等信息；然后，根据观测时间和目标位置，查询对应的气象条件，确定航天对地观测载荷类型；其次，根据目标类型，分析目标特性，确定航天对地观测载荷对应的工作模式；最后，得到资源补全后的航天对地观测需求。本发明采用上述方法，能够替代人工进行资源决策的过程，从而实现航天对地观测载荷配置自动化运行。

技术领域

本发明涉及航天对地观测载荷配置领域，具体涉及一种基于气象条件和目标特性的航天对地观测载荷配置方法。

背景技术

从用户提出需求到卫星执行任务指令中间需要经过需求受理、需求统筹、任务规划阶段。在这个过程中，部分需求可能由不具备航天专业知识的用户提出，在这种情况下，卫星载荷类型、工作模式往往是不全的，需要由专业人员根据经验知识补全。随着用户的增多，卫星数量的增多，用户提交的需求越来越多，这种人工介入的方法越来越不适用，严重拖慢了任务执行，因此，需要探索航天对地观测资源载荷配置方法，能够自动化确定航天对地观测载荷类型、载荷工作模式，从而提高任务执行效率。

目前，针对航天领域的优化配置问题，学者做了一部分相关的研究工作。大连理工大学的王奕首针对卫星平台载荷配置要素的特点，构建了卫星平台和有效载荷的性能描述树，并提出了基于遗传算法的卫星平台载荷配置方法，该方法只决定了载荷类型配置，对工作模式没有涉及。冯宏胜等针对卫星地面站资源配置问题，考虑输入输出关系的复杂性，提出了支持向量机回归模型，利用正交设计抽样抽取小数量样本对SVM进行训练，实现了对给定地面站的天线配置，其仿真算例表明该方法具有一定程度的拟合精度，但此方法泛化能力较弱。哈工大冯小恩等将该问题看成是小样本问题，基于气象条件、目标类型等数据，采用生成对抗网络进行预测，该方法满足载荷类型、工作模式的要求，但是考虑的特征较为简单，不足以决定载荷工作模式。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于气象条件和目标特性的航天对地观测载荷配置方法，以解决实际情况中资源决策依赖人工经验，需要人为介入的问题，实现航天对地观测资源决策自动化的目标，提升航天任务执行效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于气象条件和目标特性的航天对地观测资源载荷配置方法，具体包括如下步骤：

步骤1：接收航天对地观测需求，提取观测时间和目标位置；

步骤2：根据观测时间和目标位置查询得到气象条件；

步骤3：判断观测时间是否为白天，若是，则转入步骤4，否则使用SAR载荷，转入步骤8；

步骤4：判断是否晴朗,若晴朗，则转入步骤5，否则，载荷选用SAR载荷，转入步骤8；

步骤5：检索航天对地观测需求中目标是否存在伪装特性，若存在，则载荷选用SAR载荷，转入步骤8，若不存在伪装特性，则载荷选用可见光载荷，转入步骤6；

步骤6：根据目标类型检索目标特征数据库，获取目标尺寸，并确定观测分辨率要求；其中，目标特征数据库包含目标尺寸和目标特征信息；

步骤7：根据分辨率要求匹配相对应载荷工作模式，在分辨率满足要求的前提下优先选择多光谱成像模式；

步骤8：根据目标类型检索目标特征数据库，获取目标尺寸，并确定观测分辨率要求；

步骤9：满足分辨率要求的基础上，检索航天对地观测需求中目标地物类型，如果目标地物类型属于陆地，优先选择水平极化方式，如果目标地物类型属于水域，则优先选择垂直极化方式，并综合分辨率和极化方式确定载荷工作模式。

其中，步骤6和步骤8中，分辨率要求为小于等于目标尺寸最小值的1/10。

其中，步骤4中，白天且云量少于10％为晴朗。