[发明专利]一种卫星高效调度星座及调度方法

说明书

本发明涉及一种卫星高效调度星座，主星将成像任务的成像时间划分为主子成像时间和次子成像时间；在次子成像时间是执行卫星彼此之间重叠的成像时间窗口的情况下，执行卫星基于约束限制确定其能够执行成像任务的时间窗口以将主子成像时间划分为第一子成像时间和第二子成像时间，在执行卫星基于约束限制不能在第二子成像时间内执行成像任务的情况下，主星按照将第二子成像时间进行划分直至执行卫星在主子成像时间内不存在约束限制的方式得到成像时间范围更小的子成像时间，其中：执行卫星被配置为在所述第一子成像时间内执行成像任务，且在第二子成像时间内执行解除约束任务的工作模式。

技术领域

本发明涉及调度控制技术领域，尤其涉及一种卫星高效调度星座及调度方法。

背景技术

对地观测卫星在轨道上运行时，可以根据需求对不同的地面目标实施成像。所获得的地面影像数据通过数传通道传输至地面接收站或是记录在胶片、存储器等存储设备上，通过回收或以无线电数据传输的方式发送回地面，然后由地面数据处理中心对这些影像数据进行加工处理和判读识别，从中获取各种有价值的信息。成像卫星地面指挥控制系统根据成像任务属性信息、卫星属性信息和确定的约束条件进行成像卫星任务调度；然后依据任务调度的结果生成载荷控制指令，在确认无误后，经由地面测控设备将载荷指令发送至成像卫星，由成像卫星执行指令；然后将获得的影像数据发送给地面接收设备，再由其他地面应用系统进行处理，最后将处理后的数据发送给用户。上述过程中，任务调度直接影响到对地观测卫星系统的成像任务执行效果。地面站与卫星交互频繁的方式要求有足够的星地通信时间以及相对稳定的运行环境，使得运行成本较高。

随着对地观测卫星技术的发展和地面影像数据需求的增加，卫星开始需要调整成像设备的侧视角度选择成像任务进行成像；同时，随着卫星成像灵活性的不断增强，在安排成像过程中必须考虑多种成像约束以保证卫星安全可靠的运行和成像计划的顺利实施；需要进行成像任务调度，确定成像任务计划。由于对地观测卫星高速运行于近地轨道，所以每个成像任务都有成像时间窗口的限制；又由于卫星成像设备在一定时间内姿态调整的能力有限，在成像任务间进行成像动作的转换需要满足多种成像约束条件。因此，一般而言，不能对一次任务调度时间范围内所有的成像任务请求进行成像；卫星每次执行的成像任务是成像任务数据集合的一个子集，不能满足用户提出的所有成像任务请求，成像效率较低。

公开号为CN108055067A的专利文献公开了一种多星在线协同调度方法，该方法包括：各个卫星对常规目标生成预规划观测方案，并执行当前观测方案；当有新应急目标到达时，主星筛选可执行该任务的载荷信息，再发送给执行卫星；各卫星接收到信息后本地计算与目标的可见性关系，生成和发送观测报告给主星；主星根据各观测报告，并确定所要执行该观测任务的卫星，并将任务分配结果给各个确定执行新应急目标的各卫星；观测任务执行卫星将新的协同任务加入到以后的待规划任务中，并更新自己的观测方案，并执行新的观测规划方案。该发明通过星上自主任务调度的方式降低了地面站与卫星之间的频繁通信成本。但是该发明在执行卫星反馈观测报告至主星后，需要主星完成确定最终的调度决策，整个过程需要指定的执行卫星与主星之间进行多次通信迭代方可得到最优解，进而无法有效的提高针对新增任务的响应速度。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。