[发明专利]基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法

权利要求书

1.一种基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，基于任务需求与星座的基本参数对各个功能域的星座进行单独设计，得到每个功能域的基础星座；

步骤2，基于协作优化将每个功能域的基础星座进行综合，得到初始跨域融合星座；

步骤3，对初始跨域融合星座进行逆向优化，剔除初始跨域融合星座中冗余卫星并优化卫星载荷的部署，得到跨域融合星座；

在对初始跨域融合星座进行逆向优化的过程中剔除冗余卫星的标准为：

对初始跨域融合星座中的传感器，在对目标区域可视的卫星集群内，依次将传感器放置到卫星集群的卫星上，然后计算移动后，卫星集群的服务性能的变化；

当移动完所有卫星后，将每个卫星位置变化对集群的服务性能的改善排序，如果有优于移动前的且满足服务需求的，取最优的位置作为新的传感器部署位置；

循环完初始跨域融合星座中所述传感器的部署后，对没有传感器的卫星进行剔除。

2.根据权利要求1所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，所述跨域融合星座包括但不限于通信星座、导航星座与遥感星座；

所述跨域融合星座为具备相互协同工作能力，可提供天基计算、存储，以及通信、导航与遥感一体化服务的不同功能域的星座跨域融合而成的天基基础设施，其星座类型数目不受限制，但具备可统一为各功能域通用的模型参数。

3.根据权利要求2所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，在所述基于协作优化将每个功能域的基础星座进行综合的过程中，将协作优化分为通用型参数优化和专用型参数优化两类进行优化；

所述通用型参数优化的设计变量为各个功能域所共享，在每个功能域的设计过程中进行优化；

所述专用型参数优化的设计变量为各个功能域所独有，仅在各自对应的功能域的设计过程中进行优化。

4.根据权利要求3所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，所述通用型参数优化的优化目标为包含最小化系统成本在内的多目标优化，所述专用型参数优化的优化目标为达到各个功能域的最优服务性能。

5.根据权利要求4所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，所述通用型参数优化的优化目标为最小化系统成本，且系统成本的构成来自于参与星座设计的各个功能域；各功能域将所在域的成本模型统一到通用性参数优化目标，参与总体设计的优化过程，通过协作变量期望值最小化体现。

6.根据权利要求5所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，参与协同设计优化的各个功能域的专用型参数相同或不同，与该功能域的任务需求或性能要求相关；

通信域的专用型参数优化的优化目标为满足通信资源最小覆盖度及覆盖面积比率约束下，最小化用户仰角；

导航域的专用型参数优化的优化目标为满足导航资源覆盖度下，几何精度因子最小；

遥感域的专用型参数优化的优化目标为载荷视场角约束及遥感资源覆盖度约束下，最快重访时间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于多学科协作逆向优化的跨域融合星座设计方法，其特征在于，在部署传感器时，对每个卫星部署传感器的数量进行限制，以匹配卫星的体积、功耗的约束。