多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對地衛(wèi)星觀測領(lǐng)域，具體而言，涉及多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任 務(wù)確定方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為航天器家族中最為重要的類別之一，對地觀測衛(wèi)星主要利用設(shè)置在衛(wèi)星上的 星載傳感器，對地球表面和低層大氣進行探測，進而獲取有關(guān)信息。對地觀測衛(wèi)星具有覆蓋 區(qū)域廣、持續(xù)時間長、不受空域國界限制等獨特優(yōu)勢。目前，對地觀測衛(wèi)星在軍事偵察、防災(zāi) 減災(zāi)、氣象觀測、環(huán)境保護、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、以及大地測繪等諸多領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。
[0003] 當(dāng)前，對地觀測需求的快速發(fā)展為衛(wèi)星運控領(lǐng)域帶來了前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。 一方面用戶對遙感信息的依賴日益加深，使得觀測目標(biāo)日趨多樣化、觀測范圍更加廣泛，期 望對地觀測衛(wèi)星能夠完成更加復(fù)雜的任務(wù)；另一方面同時在軌衛(wèi)星數(shù)量逐年增多，星載遙 感器種類日益豐富：從中低分辨率延伸至高分辨率，從單一角度跨越到多角度立體觀測，從 空間維拓展到光譜維。
[0004] 雖然對地觀測衛(wèi)星的數(shù)量在逐漸增加，但同時，需要對地觀測衛(wèi)星需要執(zhí)行的任 務(wù)（獲取到數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)內(nèi)容）數(shù)量也在逐年增加，相對于復(fù)雜且數(shù)量巨大的觀測任務(wù) 需求，對地觀測衛(wèi)星資源依舊十分有限。如何統(tǒng)籌安排對地觀測衛(wèi)星資源，達到充分合理利 用航天資源和最大化滿足需求的目的，已成為目前對地觀測領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定 方法及裝置，以提高多衛(wèi)星對地進行協(xié)同觀測的效率。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法，包 括：
[0007] 獲取每個衛(wèi)星中心所需要執(zhí)行的多個觀測任務(wù)和每個衛(wèi)星中心的受控衛(wèi)星的星 歷；
[0008] 根據(jù)每個衛(wèi)星中心所需要執(zhí)行的多個觀測任務(wù)和受控衛(wèi)星的星歷，使用預(yù)先獲取 的遺傳算法模型，以一個衛(wèi)星中心的總觀測收益和該衛(wèi)星中心總觀測能耗為滿意度函數(shù)， 分別確定每個衛(wèi)星中心的每個受控衛(wèi)星需要執(zhí)行任務(wù)，以形成每個衛(wèi)星中心的全部受控衛(wèi) 星執(zhí)行觀測任務(wù)的第一任務(wù)集合；
[0009] 使用預(yù)先獲取的遺傳算法模型，根據(jù)每個衛(wèi)星中心的第一任務(wù)集合，以全部衛(wèi)星 中心的總觀測收益和全部衛(wèi)星中心的總能耗為優(yōu)化目標(biāo)，分別確定每個衛(wèi)星中心的全部受 控衛(wèi)星需要執(zhí)行的第二任務(wù)集合；
[0010] 若第二任務(wù)集合滿足預(yù)設(shè)的優(yōu)化條件，則將第二任務(wù)集合作為指定衛(wèi)星中心的受 控衛(wèi)星的待執(zhí)行任務(wù)。
[0011] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定裝置， 包括：
[0012] 獲取模塊，用于獲取每個衛(wèi)星中心所需要執(zhí)行的多個觀測任務(wù)和每個衛(wèi)星中心的 受控衛(wèi)星的星歷；
[0013] 第一任務(wù)集合生成模塊，用于根據(jù)每個衛(wèi)星中心所需要執(zhí)行的多個觀測任務(wù)和受 控衛(wèi)星的星歷，使用預(yù)先獲取的遺傳算法模型，以一個衛(wèi)星中心的總觀測收益和該衛(wèi)星中 心總觀測能耗為滿意度函數(shù)，分別確定每個衛(wèi)星中心的每個受控衛(wèi)星需要執(zhí)行任務(wù)，以形 成每個衛(wèi)星中心的全部受控衛(wèi)星執(zhí)行觀測任務(wù)的第一任務(wù)集合；
[0014] 第二任務(wù)集合生成模塊，用于使用預(yù)先獲取的遺傳算法模型，根據(jù)每個衛(wèi)星中心 的第一任務(wù)集合，以全部衛(wèi)星中心的總觀測收益和全部衛(wèi)星中心的總能耗為優(yōu)化目標(biāo)，分 別確定每個衛(wèi)星中心的全部受控衛(wèi)星需要執(zhí)行的第二任務(wù)集合；
[0015] 確定模塊，若第二任務(wù)集合滿足預(yù)設(shè)的優(yōu)化條件，則將第二任務(wù)集合作為指定衛(wèi) 星中心的受控衛(wèi)星的待執(zhí)行任務(wù)。
[0016] 本發(fā)明實施例提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法，采用遺傳算法 進行待執(zhí)行任務(wù)的結(jié)算，與現(xiàn)有技術(shù)中的多個衛(wèi)星執(zhí)行的任務(wù)之間沒有相互的關(guān)聯(lián)相比， 其通過先使每個衛(wèi)星中心均獲取到相應(yīng)的觀測任務(wù)和每個受控衛(wèi)星的星歷，并且通過遺傳 算法，先針對每個衛(wèi)星中心的觀測任務(wù)和受控衛(wèi)星的星歷來計算每個衛(wèi)星中心的全部受控 衛(wèi)星執(zhí)行觀測任務(wù)的第一任務(wù)集合，在確定了每個衛(wèi)星中心的第一任務(wù)集合之后再通過遺 傳算法來計算全部衛(wèi)星中總觀測收益的最大化和總能耗最低的優(yōu)化解，也就是第二任務(wù)集 合，如果第二任務(wù)集合滿足預(yù)先設(shè)定的優(yōu)化條件，則可以將第二任務(wù)集合作為指定衛(wèi)星中 心執(zhí)行任務(wù)的參考，也就是能夠確定指定衛(wèi)星中心受控衛(wèi)星的待執(zhí)行任務(wù)，從而通過局部 優(yōu)化和全局優(yōu)化兩個步驟實現(xiàn)了，使用遺傳算法來搜索全局最優(yōu)解的方案。
[0017] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對 范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0019] 圖1示出了相關(guān)技術(shù)中，關(guān)于衛(wèi)星運行狀態(tài)的示意圖；
[0020] 圖2示出了相關(guān)技術(shù)中,衛(wèi)星中心之間通信示意圖；
[0021] 圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的基本流程圖；
[0022] 圖4示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的細節(jié)流程圖；
[0023] 圖5示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的分治-合作流程示意圖；
[0024] 圖6示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的染色體編碼示意圖；
[0025] 圖7示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的兩染色體片段合作示意圖；
[0026] 圖8示出了本發(fā)明實施例所提供的多衛(wèi)星對地協(xié)同觀測的待觀測任務(wù)確定方法 的多個子種群計算目標(biāo)函數(shù)的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在 此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因 此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的 范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028] 相關(guān)技術(shù)中顯示，我國所擁有的衛(wèi)星數(shù)量是較多的，但通常，多個衛(wèi)星是分別受不 同部分所管轄的，如海洋1、2、3號衛(wèi)星直接受同一個衛(wèi)星中心的管轄。但是，實際使用中， 受同一個衛(wèi)星中心所管轄的多個衛(wèi)星難以覆蓋到地球表面的全部范圍（或者說難以覆蓋 大多地面），這也就造成了，同一個衛(wèi)星中心在觀測不同地點的任務(wù)時，需要衛(wèi)星進行大幅 度的動作才能夠完整對某一個任務(wù)的觀測，進行這樣觀測的能耗是十分巨大的（主要是相 機開關(guān)和調(diào)整側(cè)擺角度所引起的）。這種基于單一衛(wèi)星運行控制中心（衛(wèi)星中心）規(guī)劃調(diào) 度本中心遙感資源的方式難以保證遙感需求的質(zhì)效和時效性。但，不同部門所管理的衛(wèi)星 無法統(tǒng)一規(guī)劃，遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用共享能力弱，部門之間協(xié)同提供數(shù)據(jù)的速度