静止轨道高分辨率遥感卫星动态任务控制及优化方法研究

摘要

静止轨道卫星轨道周期与地球自转周期相同,且方向一致,具有长时间保持定点位置特性,通常应用于通讯、气象、导航等领域.随着静止轨道高分辨率遥感卫星技术不断成熟,可搭载多种成像载荷,对同一区域进行不间断连续高分辨率成像观测,可广泛应用于灾害监测、公共安全、现代农业等领域.卫星任务控制策略决定了系统效能发挥,不同于低轨卫星轨道特点,静止轨道卫星相对地面静止,具有高时间分辨率,卫星测控、数传任务更为灵活,可更好的应对临时突发任务需求,卫星任务控制核心和难点主要体现在任务动作序列编排和任务模式选择方面.本文通过构建卫星约束模型,基于最小生成树算法,针对多个可浮动窗口任务进行动作序列优化,生成最优任务观测方案;针对应急任务插入问题,基于广度搜索算法,生成对当前星上已有观测方案影响最小的可执行方案;基于数据挖掘分析结果建立规则模型优化任务模式及谱段选择,可快速匹配生成任务方案,本文以“高分四号”卫星为例进行应用试验,结果表明本文提出方法可有效用于“高分四号”卫星在轨任务规划,提升卫星使用效能.