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CN117271989A - 对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统 - Google Patents

对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统 Download PDF

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CN117271989A
CN117271989A CN202311051043.8A CN202311051043A CN117271989A CN 117271989 A CN117271989 A CN 117271989A CN 202311051043 A CN202311051043 A CN 202311051043A CN 117271989 A CN117271989 A CN 117271989A
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CN
China
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mission
spacecraft
target
detectable
targets
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311051043.8A
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English (en)
Inventor
黄庆龙
陆希
崔本杰
杜洋
黄帆
袁渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Satellite Engineering filed Critical Shanghai Institute of Satellite Engineering
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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
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Abstract

本发明提供了一种对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统，包括通过对目标可视天区约束、可探测时段分析、任务目标遍历性检查、临近目标合并处理、任务目标探测质量评估流程，得到探测任务可执行信息，为航天器在轨自主任务规划提供输入，保障了航天器在轨安全，有效提高航天器在轨可靠性，具有很强的工程价值。

Description

对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统
技术领域
本发明涉及航天器信息处理领域，具体地，涉及对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统。
背景技术
当前基于天地大回路的卫星管控模式依赖于地面站，任务获取、数据采集、数据产品生成的时间链条长，所以在信息时效性、紧急任务响应、多星协同调度等方面存在不足。同时，随着大规模低轨星座下在轨服务等多星任务场景的迅速发展，在轨自主的多星协同已成为主要关键技术之一。多星协同自主任务规划可以使卫星不再完全依靠地面的控制指令，能够根据动态实时的观测需求、态势环境和卫星在轨运行状态，实现星上在线规划，在轨生成动作指令。
专利文献CN102479085A提供一种敏捷卫星任务规划方法，能够快速地发现冲突，并消除冲突。由此对卫星任务列表进行优化，从而确保卫星的正常运行，提高卫星平台的可靠性和寿命。
专利文献CN103400197A公开了一种基于动态规划的前瞻启发式卫星任务规划算法，求解目标是以优先级之和为评价指标从任务集中找出一个最优任务规划方案，然后判断是否在此方案中，并依次判断它的取舍问题。
以上专利文献均未涉及对目标探测航天器任务信息预处理方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种对目标探测航天器任务信息预处理方法和系统。
根据本发明提供的一种对目标探测航天器任务信息预处理方法，包括：
步骤S1：进行任务目标的可探测时段分析，得到可探测时段分析结果；
步骤S2：根据所述可探测时段分析结果，进行任务目标遍历性检查，得到全部任务目标的可探测时段；
步骤S3：根据所述全部任务目标的可探测时段，进行临近任务目标合并处理；
步骤S4：获取探测任务可执行信息，输出对不同任务目标的可探测时段，为航天器在轨自主任务规划提供输入。
优选地，还包括：
步骤S0：确定对任务目标的可视天区约束；
在所述步骤S0中，航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对任务目标可探测范围内任务目标背景区域存在强干扰约束。
优选地，在所述步骤S1中，利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段；
在所述步骤S2中，针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析结果，得到所有任务目标的可探测时段。
优选地，在所述步骤S3中，根据所述全部任务目标的可探测时段，对于相同时段允许同时探测的目标作合并处理，将被合并处理的任务目标的可探测时段均标记为可同时探测时段。
优选地，在所述步骤S4中，通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并根据所述可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段；将所述任务可执行信息，作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
根据本发明提供的一种对目标探测航天器任务信息预处理系统，包括：
模块M1：进行任务目标的可探测时段分析，得到可探测时段分析结果；
模块M2：根据所述可探测时段分析结果，进行任务目标遍历性检查，得到全部任务目标的可探测时段；
模块M3：根据所述全部任务目标的可探测时段，进行临近任务目标合并处理；
模块M4：获取探测任务可执行信息，输出对不同任务目标的可探测时段，为航天器在轨自主任务规划提供输入。
优选地，还包括：
模块M0：确定对任务目标的可视天区约束；
在所述模块M0中，航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对任务目标可探测范围内任务目标背景区域存在强干扰约束。
优选地，在所述模块M1中，利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段；
在所述模块M2中，针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析结果，得到所有任务目标的可探测时段。
优选地，在所述模块M3中，根据所述全部任务目标的可探测时段，对于相同时段允许同时探测的目标作合并处理，将被合并处理的任务目标的可探测时段均标记为可同时探测时段。
优选地，在所述模块M4中，通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并根据所述可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段；将所述任务可执行信息，作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过对目标可视天区约束、可探测时段分析、任务目标遍历性检查、临近目标合并处理、任务目标探测质量评估流程，得到探测任务可执行信息，为航天器在轨自主任务规划提供输入，保障了航天器在轨安全，有效提高航天器在轨可靠性，具有很强的工程价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的对目标探测航天器任务信息预处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提出了一种对目标探测航天器任务信息预处理方法，所述任务目标，是指航天器探测的对象；所述探测航天器，是指携带对目标探测载荷的航天器，其中，所述探测载荷可以是光学成像载荷、微波接收载荷等。具体包括：
步骤S1：通过对任务目标的可视天区约束。其中，所述任务目标的可视天区约束，是指航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对目标可探测范围内目标背景区域存在强干扰约束。
步骤S2：任务目标的可探测时段分析，即可见时段分析。其中，所述任务目标的可探测时段分析，是指利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段。
步骤S3：任务目标遍历性检查。其中，所述任务目标遍历性检查，是指针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析，得到所有任务目标的可探测时段。
步骤S4：临近目标合并处理。其中，所述临近目标合并处理，是指依据所述所有任务目标的可探测时段，对于相同时段可以同时探测的目标作合并处理，将可探测时段均标记为可同时探测时段。
步骤S5：任务目标探测质量评估，得到探测任务可执行信息，为航天器在轨自主任务规划提供输入。其中，所述任务可执行信息，是指通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并依据可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段。所述任务可执行信息，可以作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
本发明还提供一种对目标探测航天器任务信息预处理系统，本领域技术人员可以通过执行所述对目标探测航天器任务信息预处理方法的步骤流程实现所述对目标探测航天器任务信息预处理系统，即可以将所述对目标探测航天器任务信息预处理方法理解为所述对目标探测航天器任务信息预处理系统的优选实施例。本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
具体地，根据本发明提供的一种对目标探测航天器任务信息预处理系统，包括：
模块M0：确定对任务目标的可视天区约束；在所述模块M0中，航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对任务目标可探测范围内任务目标背景区域存在强干扰约束。
模块M1：进行任务目标的可探测时段分析，得到可探测时段分析结果；在所述模块M1中，利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段。
模块M2：根据所述可探测时段分析结果，进行任务目标遍历性检查，得到全部任务目标的可探测时段；在所述模块M2中，针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析结果，得到所有任务目标的可探测时段。
模块M3：根据所述全部任务目标的可探测时段，进行临近任务目标合并处理；在所述模块M3中，根据所述全部任务目标的可探测时段，对于相同时段允许同时探测的目标作合并处理，将被合并处理的任务目标的可探测时段均标记为可同时探测时段。
模块M4：获取探测任务可执行信息，输出对不同任务目标的可探测时段，为航天器在轨自主任务规划提供输入。在所述模块M4中，通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并根据所述可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段；将所述任务可执行信息，作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种对目标探测航天器任务信息预处理方法，其特征在于，包括：
步骤S1：进行任务目标的可探测时段分析，得到可探测时段分析结果；
步骤S2：根据所述可探测时段分析结果，进行任务目标遍历性检查，得到全部任务目标的可探测时段；
步骤S3：根据所述全部任务目标的可探测时段，进行临近任务目标合并处理；
步骤S4：获取探测任务可执行信息，输出对不同任务目标的可探测时段，为航天器在轨自主任务规划提供输入。
2.根据权利要求1所述对目标探测航天器任务信息预处理方法，其特征在于，还包括：
步骤S0：确定对任务目标的可视天区约束；
在所述步骤S0中，航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对任务目标可探测范围内任务目标背景区域存在强干扰约束。
3.根据权利要求1所述对目标探测航天器任务信息预处理方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段；
在所述步骤S2中，针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析结果，得到所有任务目标的可探测时段。
4.根据权利要求1所述对目标探测航天器任务信息预处理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，根据所述全部任务目标的可探测时段，对于相同时段允许同时探测的目标作合并处理，将被合并处理的任务目标的可探测时段均标记为可同时探测时段。
5.根据权利要求4所述对目标探测航天器任务信息预处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并根据所述可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段；将所述任务可执行信息，作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
6.一种对目标探测航天器任务信息预处理系统，其特征在于，包括：
模块M1：进行任务目标的可探测时段分析，得到可探测时段分析结果；
模块M2：根据所述可探测时段分析结果，进行任务目标遍历性检查，得到全部任务目标的可探测时段；
模块M3：根据所述全部任务目标的可探测时段，进行临近任务目标合并处理；
模块M4：获取探测任务可执行信息，输出对不同任务目标的可探测时段，为航天器在轨自主任务规划提供输入。
7.根据权利要求6所述对目标探测航天器任务信息预处理系统，其特征在于，还包括：
模块M0：确定对任务目标的可视天区约束；
在所述模块M0中，航天器对所述任务目标可探测性约束，包括航天器探测载荷对目标可探测性约束、在对任务目标可探测范围内任务目标背景区域存在强干扰约束。
8.根据权利要求6所述对目标探测航天器任务信息预处理系统，其特征在于，在所述模块M1中，利用空间几何关系，得到航天器对目标可探测时段；
在所述模块M2中，针对所有任务目标，依据所述任务目标的可视天区约束、可探测时段分析结果，得到所有任务目标的可探测时段。
9.根据权利要求6所述对目标探测航天器任务信息预处理系统，其特征在于，在所述模块M3中，根据所述全部任务目标的可探测时段，对于相同时段允许同时探测的目标作合并处理，将被合并处理的任务目标的可探测时段均标记为可同时探测时段。
10.根据权利要求9所述对目标探测航天器任务信息预处理系统，其特征在于，在所述模块M4中，通过设置可探测时段权重、空间相位角度权重、相对航天器空间距离权重、任务目标可探测质量权重，综合计算得到航天器对不同任务目标的可执行权重，并根据所述可执行权重由高到低的排序，输出对不同任务目标的可探测时段；将所述任务可执行信息，作为航天器在轨自主任务规划的输入，编排航天器对目标探测任务。
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