[发明专利]一种基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法及系统

权利要求书

1.一种基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，所述方法包括：

确定对集群卫星二冲量变轨模型影响显著的输入变量集合，并将所述输入变量集合作为代理输入变量；

基于所述代理输入变量和集群卫星二冲量变轨模型，建立二冲量变轨代理模型；

基于所述二冲量变轨代理模型，实现卫星集群构形重构优化。

2.根据权利要求1所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，确定对集群卫星二冲量变轨模型影响显著的输入变量集合包括：

对集群卫星二冲量变轨模型的输入变量进行变换，获得变换变量；

确定所述变换变量的取值范围；

在所述变换变量的取值范围内，对所述变换变量进行抽样，获得抽样样本；

基于所述抽样样本和集群卫星二冲量变轨模型，求解获得所述集群卫星二冲量变轨模型的隐函数值；

利用全局灵敏度分析方法，确定对所述隐函数值影响显著的输入参数集合，并将所述输入参数集合作为对所述集群卫星二冲量变轨模型影响显著的输入变量集合。

3.根据权利要求2所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，基于所述代理输入变量和集群卫星二冲量变轨模型，建立二冲量变轨代理模型包括：

在所述代理输入变量的取值范围内，随机生成大于预设抽样数目的具有不同输入参数值组合的抽样点；

将非代理输入变量的取值在其取值范围内设置为固定值，获得非代理输入变量固定值，所述非代理输入变量是指所述集群卫星二冲量变轨模型中未选作代理输入变量的输入变量；

根据所述抽样点和非代理输入变量固定值，构造完整输入变量；

基于所述完整输入变量和所述集群卫星二冲量变轨模型，建立二冲量变轨代理模型。

4.根据权利要求3所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，基于所述二冲量变轨代理模型，实现卫星集群构形重构优化包括：

基于所述二冲量变轨代理模型，建立单星优化模型；

基于所述单星优化模型，建立卫星集群构形重构优化模型；

基于所述卫星集群构形重构优化模型，实现卫星集群构形重构优化。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，所述二冲量变轨代理模型具体为：

其中，为二冲量变轨代理模型，和分别为第一次冲量和第二次冲量，X_S为代理输入变量。

6.根据权利要求4所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，所述单星优化模型具体为：

其中，代表当前构形中第j个卫星轨道向期望构形中第k个轨道转移的最优性指标，即最小燃料消耗，和分别为由当前构形中第j个卫星轨道向期望构形中第k个轨道转移的第一次冲量和第二次冲量，和分别为由当前构形中第j个卫星轨道向期望构形中第k个轨道转移的第一次冲量时间和第二次冲量时间，| |表示向量的长度，为二冲量变轨代理模型，为由当前构形中第j个卫星轨道向期望构形中第k个轨道转移的代理输入变量集合。

7.根据权利要求6所述的基于代理模型的卫星集群构形重构规划方法，其特征在于，所述卫星集群构形重构优化模型具体为：

λ_jk∈{0,1},(j,k＝1,2,…,N)

其中，代表当前构形中第j个卫星轨道向期望构形中第k个轨道转移的最优性指标，即最小燃料消耗，λ_jk代表当前构形中第j个卫星向期望构形第k个轨道位置转移的分配变量，N代表卫星集群中卫星的总数目。