[发明专利]卫星资源受限情形下的多成像卫星区域覆盖动态规划方法

摘要

本发明公开了一种卫星资源受限情形下的多成像卫星区域覆盖动态规划方法，属于卫星通信技术领域。该多成像卫星区域覆盖动态规划方法包括两个阶段，将生成覆盖模式和选择覆盖模式相分离，使得方法结构合理、层次清晰；该多成像卫星区域覆盖动态规划方法基于贪婪算法的思想，能够提供至少一个覆盖方案，使得在成像卫星数量不足的情况下多个成像卫星的覆盖收益尽可能的大。

主权项

1.一种卫星资源受限情形下的多成像卫星区域覆盖动态规划方法，其特征在于，包括生成覆盖模式和选择覆盖模式，其中生成覆盖模式具体包括以下步骤：确定多个成像卫星的成像扫描方向；将欲覆盖的矩形区域划分成多个网格，以生成第一网格列表G；针对所述多个成像卫星中的每一个成像卫星：判断所述成像卫星的成像扫描方向是第一倾斜方向还是第二倾斜方向；在判断所述成像卫星的成像扫描方向为所述第一倾斜方向的情况下，以所述第一网格列表G中的任意网格的左上角顶点为基点，根据成像卫星的成像扫描方向将划分的所述多个网格重新排序，以生成第二网格列表LG，以所述第二网格列表LG中的网格的左上角顶点和右下角顶点为基点，根据所述成像卫星覆盖的条带形区域的宽度确定所述成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成所述成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历所述第二网格列表LG中的网格，以形成所述成像卫星的覆盖模式列表；在判断所述成像卫星的成像方向为所述第二倾斜方向的情况下，以所述第一网格列表G中的任意网格的右上角顶点为基点，根据成像卫星的成像扫描方向将划分的所述多个网格重新排序，以生成第三网格列表LG，并以所述第三网格列表LG中的网格的右上角顶点和左下角顶点为基点，根据所述成像卫星覆盖的条带形区域的宽度确定所述成像卫星的覆盖模式的四个顶点，以形成所述成像卫星的一个覆盖模式，以及遍历所述第三网格列表LG中的网格，以形成所述成像卫星的覆盖模式列表；遍历所述多个成像卫星，以得到覆盖模式集合，该覆盖模式集合包括每个成像卫星的覆盖模式列表；选择覆盖模式具体包括以下步骤：建立第一成像卫星列表，所述第一成像卫星列表在初始状态下包含所有的所述成像卫星；构造标记网格列表GList，所述标记网格列表GList包含已经被完全覆盖的网格，所述标记网格列表GList的初始状态为一个空列表；针对所述第一成像卫星列表中的一个成像卫星：遍历所述成像卫星的覆盖模式列表，对于所述覆盖模式列表中的每一个覆盖模式，获得所述覆盖模式的覆盖网格列表GL；对于所述覆盖网格列表GL中的任意网格，判断该网格是否包含在所述标记网格列表GList中；在判断该网格包含在所述标记网格列表GList中的情况下，将该网格从所述覆盖网格列表GL中删除，以获得未重复覆盖网格列表GL′；将与所述未重复覆盖网格列表GL′中的网格对应的覆盖收益进行求和，以获得所述未重复覆盖网格列表GL′的总覆盖收益；遍历所述成像卫星的覆盖模式列表，获得所述成像卫星的覆盖收益，所述成像卫星的覆盖收益被定义为所有的未重复覆盖网格列表GL′的总覆盖收益中的最大值；遍历所述第一成像卫星列表中的所有的成像卫星，获得每一个成像卫星的覆盖收益，将所述覆盖收益的值最大的成像卫星作为选定成像卫星；对于所述选定成像卫星，在所述选定成像卫星的覆盖模式列表中选择与最大的所述未重复覆盖网格列表GL′的总覆盖收益对应的覆盖模式作为所述选定成像卫星的选定覆盖模式；将所述选定成像卫星的覆盖模式列表从所述覆盖模式集合中删除；将所述选定成像卫星从所述第一成像卫星列表中删除，以更新所述第一成像卫星列表；判断所述第一成像卫星列表是否为空列表；在判断所述第一成像卫星列表不是空列表的情况下，重新计算更新后的所述第一成像卫星列表中的每一个成像卫星的所述覆盖收益，以获得新的所述选定成像卫星以及所述新的选定成像卫星的所述选定覆盖模式；在判断所述第一成像卫星列表是空列表的情况下，将多个所述选定覆盖模式构成用于覆盖所述欲覆盖的矩形区域的覆盖方案。