[发明专利]一种基于动态能源平衡周期的成像卫星能源约束检查方法

说明书

本发明公开了一种基于动态能源平衡周期的成像卫星能源约束检查方法，所述方法包括：步骤1)计算拟安排任务的能源消耗量ΔE_消耗；步骤2)依据拟安排任务的开始/结束时间，查询该任务所在的能源平衡周期及该能源平衡周期内的可分配能源量，令ΔE_可用＝该能源平衡周期内的可分配能源量；步骤3)如果拟安排任务位于轨道的光照区，更新ΔE_可用；否则不更新；步骤4)如果ΔE_可用ΔE_消耗，则拟安排任务满足能源约束条件，将该任务插入已规划任务列表，并更新能源平衡周期及周期内的可分配能源量；否则，该任务不满足能源约束条件。本发明提出的方法缩小了能源约束检查的时间区间，提高了星上约束检查的处理效率。

技术领域

本发明涉及卫星任务规划与调度中能源约束检查领域，具体涉及一种基于动态能源平衡周期的成像卫星能源约束检查方法。

背景技术

卫星任务规划过程中，需要为各种任务合理的分配资源和时间。规划卫星任务时不仅要考虑任务之间的时序关系，同时还要考虑任务所产生的资源消耗量以及不同资源间的约束关系。有效的资源约束处理方法是卫星任务规划的一个关键环节，其中卫星能源的约束检查是卫星任务规划资源约束检查的重要步骤之一。卫星能源是一种消耗性资源，除考虑插入点任务是否满足能源约束外，还需检查后续已安排任务是否仍然满足能源约束条件。这种序贯式的能源约束检查方法，需要在每次安排任务时，对插入任务和后续已安排任务进行能源约束检查。现有的卫星能源约束检查方法，大都以卫星最大侧摆角、功耗最大的载荷工作时的能源消耗为计算依据，以卫星单圈/多圈能源平衡的原则约束卫星单轨的侧摆次数及成像的时间。为保证卫星安全可靠运行，这种以最大功耗情况下计算的能源可供给量作为能源约束检查条件，存在较大的冗余量，使得卫星能源不能被充分利用，造成了卫星能源的浪费。现有技术中，有将卫星能源消耗模型表示成与卫星观测时间及侧摆角度的相关函数，能源消耗量不能大于卫星的最大能量。但对如何计算卫星的可用最大能源尚未提及。现有技术还提出了一种基于卫星工作模式索引表的卫星能源平衡模型计算卫星能源消耗情况，提高了卫星能源平衡计算的准确性。但此方法需要对卫星工作模式穷举，随着卫星时间序列约束的增加，其组合数会相应增大，所需建立的索引表规模也增长。还有一种遥感卫星能源约束分析系统，可根据卫星实际的载荷任务规划，动态计算卫星能源状态。该方法充分考虑了卫星复杂构形对太阳翼遮挡、卫星姿态机动对星上能源的影响，计算精度高。

另一方面，目前针对卫星任务规划大都是针对任务目标，序贯式的选择各种动作并分配资源。在规划寻找到合理的任务集合后进行资源分配，检查资源的冲突情况。当任务的资源约束出现冲突时，采取回溯或约束传递的方法重新规划产生新的任务规划序列。这种重新规划的资源约束检查方式采用穷举策略，在安排新的任务时，对已安排任务进行能源约束检查，导致先安排的任务需要进行多次能源约束检查，影响了卫星任务规划的效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有能源约束检查方法能源利用率低的现状，以提高卫星能源利用率、能源约束检查处理效率为目标，设计了一种基于能源平衡周期可分配能源的成像卫星能源约束检查方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于动态能源平衡周期的成像卫星能源约束检查方法，所述方法包括：

步骤1)计算拟安排任务的能源消耗量ΔE_消耗；

步骤2)依据拟安排任务的开始/结束时间，查询该任务所在的能源平衡周期及该能源平衡周期内的可分配能源量，令ΔE_可用＝该能源平衡周期内的可分配能源量；

步骤3)如果拟安排任务位于轨道的光照区，更新ΔE_可用；否则不更新；

步骤4)如果ΔE_可用ΔE_消耗，则拟安排任务满足能源约束条件，将该任务插入已规划任务列表，并更新能源平衡周期及周期内的可分配能源量；否则，该任务不满足能源约束条件。