[发明专利]一种有限资源覆盖最大面积的分区卫星任务规划方法

权利要求书

1.一种有限资源覆盖最大面积的分区卫星任务规划方法，其特征是应用于以有限的覆盖机会集合S对一个待观测矩形区域R尽可能大面积的覆盖模式规划中，其中，每个覆盖机会s∈S有自己属性，包括：星下点轨迹o_s、卫星距地高度h_s、最大开机时间m_s，且m_s对应于一个覆盖模式的最大长度r_s、最大可侧摆角度v_s、相机视场角w_s；

所述覆盖模式c是由卫星拍摄形成的矩形条带，并由一个覆盖机会选择一定的侧摆角度与开关机时间而确定；

以所述待观测矩形区域R的任意一个顶点为原点o，以与所述原点相邻的两条边分别为x轴和y轴，从而建立坐标系o-xy；所述待观测矩形区域R的四个顶点坐标，分别记为左上角顶点LU(R)、左下角顶点LD(R)、右上角顶点RU(R)、右下角顶点RD(R)；所述分区卫星任务规划方法是按如下步骤进行：

步骤1：对所述待观测矩形区域R进行分区；

步骤1.1：设定每个分区的长L_p与宽W_p；

步骤1.2：根据待观测矩形区域R的四个顶点坐标计算所述待观测矩形区域R的长L_R与宽W_R；

步骤1.3：用L_R整除L_p得到分区的长分段数D_L及余数R_L，若余数则将D_L+1赋值给D_L；用W_R整除W_p得到分区的宽分段数D_W及余数R_W，若余数则将D_W+1赋值给D_W；

步骤1.4：用L_R除以D_L得到最终分区的长L_f，用W_R除以D_W得到最终分区的宽W_f；

步骤1.5：根据最终分区的长L_f与宽W_f对待观测矩形区域R进行平均分区，从而得到各个分区的四个顶点坐标；

步骤1.6：得到分区的集合N，且分区的总数为|N|＝D_L×D_W；

步骤2：向不同分区分配观测资源并为其选择覆盖模式以尽可能地使形成的覆盖方案对应的覆盖面积最大化；

步骤2.1：将覆盖机会随机分配至各个分区形成一个初始的当前分配方案其中，y_s的取值代表覆盖机会s所分配的分区；

步骤2.2：计算在当前分配方案Y下较优覆盖模式集C^*(Y)可覆盖的覆盖面积A(Y)；

步骤2.3：设置最大迭代次数与初始退火温度T₁，令当前外循环的迭代次数k＝1；

步骤2.4：如果则转步骤2.9，否则执行步骤2.5；

步骤2.5：随机选择一个覆盖机会并基于覆盖机会构造当前分配方案Y的若干邻居分配方案；

步骤2.6：分别计算每个邻居分配方案下较优覆盖模式集可覆盖的覆盖面积，选择其中覆盖面积最大的一个作为最优邻居分配方案

步骤2.7：比较最优邻居分配方案与当前分配方案Y的覆盖面积，如果则将最优邻居分配方案赋值给当前分配方案Y后直接执行步骤2.8，否则先执行步骤2.7.1-步骤2.7.2后再执行步骤2.8；

步骤2.7.1：计算第k次迭代的劣解接受率

步骤2.7.2：第k次生成一个取值为0到1的随机数r_k，若r_k≤p_k，则将最优邻居分配方案赋值给当前分配方案Y；

步骤2.8：将k+1赋值给k，更新退火温度T_k＝T_k-1×λ，其中，λ为降温系数，并取小于1大于0的固定值，转至步骤2.4；

步骤2.9：输出当前分配方案Y，以及在当前分配方案各覆盖机会选择的较优覆盖模式集C^*(Y)与其对应的覆盖面积A(Y)。