[发明专利]一种遥感卫星组网的监测任务规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种遥感卫星组网的监测任务规划方法及系统，包括：基于卫星参数、目标区域和监测时间构建监测任务，并基于所述监测任务确定用于监测的卫星集合；在所述卫星集合中，基于每颗卫星对所述目标区域的覆盖范围，以及不同卫星之间对所述目标区域的覆盖重叠度，确定多种卫星组网方案；对所述多种卫星组网方案基于不同需求进行量化评估，分别获得各需求对应的最优卫星组网方案。本发明通过为构建的监测任务按需求提供了对应的最优卫星组网方案，不仅能满足应急响应需求，同时以构建的监测任务为约束进行组网规划，满足不同行业用户的需求，而且提供了多种优化方案供用户选择。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，具体涉及一种遥感卫星组网的监测任务规划方法及系统。

背景技术

为了实现电网全覆盖的目的，电网逐渐呈现跨度大、分布广得特点，沿途地形地貌复杂，越来越多输电线路建设在无人区等复杂环境中。近年来，极端气候现象日趋增加。输电线路受自然灾害影响，地质灾害、大风、山火、雷电、台风等自然灾害导致的通道环境隐患明显增多。目前，地面人工、在线监测，航空手段受环境条件约束大，在可靠性、作业效率等方面存在固有瓶颈，很难满足电力公司大范围电网全覆盖、常态化、高频率的电网自然灾害监测与预警迫切需求。

卫星遥感(气象)技术具有覆盖面广、更新周期稳定、受环境条件制约少和成本较低的特点，特别适合广域范围的自然灾害监测与预警。然而，目前面向电力应用的数据源不足。国内外商业卫星遥感资源存在订单冲突，依靠现有社会卫星资源不足以满足电力行业多场景灾害监测预警需求。比如：洪水或者强降雪后需要开展特定区域输电线路应急响应，目前采用现有社会卫星资源往往需要48-72小时才能获取数据，不能满足电力生产部门24小时内应急响应需求。因此，开展电力专用卫星研究，特别是通过电网专用遥感卫星组网监测任务规划研究，提高应急响应能力，对电力公司立体智能巡检体系构建、灾害预警与应急响应意义重大。

遥感卫星任务规划的目的是在规定的时间内采用特定类型和分辨率的载荷完成对指定区域的监测成像。近年来，遥感卫星任务规划技术得到了大量研究，但多针对具体的某颗卫星，考虑其运行轨迹、侧摆能力等，以能量消耗最低为目标进行相关研究，更多的应用在地面卫星中心对卫星的任务规划方面。遥感卫星受存储容量、载荷开关机和数据传输能力限制，不能一直保持对地拍摄成像，单颗卫星的数据采集能力有限，不能在要求时间内完成监测区域覆盖，需要多颗卫星协同组网才能完成监测任务。对于不同民用行业的应用要求，通常更多的考虑如何以最经济的方式获取到满足要求的遥感卫星数据，以及紧急情况下如何快速获取有效数据。发明人针对目前单颗遥感卫星无法有效满足监测任务的问题，提出一种电网专用遥感卫星组网的监测任务规划方法。

与本发明最接近的专利CN109239735虚拟星座协作观测方法，包括：接收用户提出观测目标区域请求，虚拟星座根据观测任务请求信息进行任务分解形成元任务；依据元任务信息、参与规划卫星信息、数传资源信息进行任务与资源双边匹配形成观测任务预分配方案；虚拟星座通过协商机制，将观测任务预分配方案分发给参与规划的卫星中心，卫星中心依据观测任务预分配方案和当前卫星资源能力进行卫星任务规划，确定卫星观测与数据传输动作；依据任务规划的结果生成载荷控制指令，并经由地面测控设备将载荷指令发送至对地观测卫星，对地观测卫星执行相应指令进行观测与数据传输，将获得的观测数据发送给地面接收设备；虚拟星座对各中心传送的数据进行处理并将处理后的数据发送给用户。

另一件较接近的发明专利CN110175418A仿真用卫星对地观测任务规划方法，提供了一套完整的仿真用光学卫星任务规划方法，可以高效的实现对单颗可见光卫星进行任务规划，生成卫星工作计划、任务观测方案和数据接收计划。输入信息包括卫星数据、任务数据、地面站数据和时间数据，包括低轨卫星轨道计算模块、地面目标访问计算模块、地面站接收预报计算模块和单星任务规划模块，基本满足仿真应用领域典型卫星应用仿真需求。