敏捷SAR卫星星上实时任务规划设计

发布时间：2021-11-19 23:49

　　面向敏捷合成孔径雷达（SAR）卫星在轨协同引导成像任务,对星上实时任务规划进行设计。考虑协同任务过程及特点,构建滚动规划结合动态重规划的星上实时任务规划运行框架,制定长规划窗口与短决策窗口滚动推进的规划-决策策略,并设计以事件触发或固定周期推进的星上实时任务规划运行过程。对运行过程中的多点目标成像规划问题,采用深度优先的树搜索算法搜索最优成像目标序列,使用冲突消解规则、收益预测规则对搜索树进行剪枝,以加快搜索速度。基于模拟引导目标数据的实时任务规划仿真结果表明:文章设计的星上实时任务规划是有效的,可满足在轨实时引导成像任务使用要求。 

【文章来源】：航天器工程. 2020,29(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

实时任务规划基本运行框架

敏捷SAR卫星星上实时任务规划采用长规划窗口与短决策窗口滚动推进的规划-决策策略,如图2所示。首先,每次滚动规划对于整个任务过程而言都是一次局部规划,待规划任务队列仅是全局任务队列的子集且后序规划往往受前序规划结果影响,因此,多次滚动规划难以在全局层面获得最优成像序列,而采用长规划窗口以扩大局部规划的任务集,有助于获得较优的全局成像序列。其次,采用短决策窗口仅对已规划可成像队列中第1条程控指令时刻位于决策窗口内的目标进行指令输出,使得星上任务规划在后序规划中能够根据新接收目标情况对队列中未输出指令的目标进行动态调整,这样既保证及时观测,又满足任务对动态重规划的需求。1.3 运行过程

敏捷SAR卫星星上实时任务规划运行过程,如图3所示。对于采用固定周期推进的滚动规划过程,可采用规划窗口与决策窗口同步推进的策略,决策窗口与滚动周期一致。对于采用事件触发推进的滚动规划过程,可采用规划窗口与决策窗口异步推进的策略,在滚动规划触发前决策窗口按固定周期推进。重规划规则包括仅插入、删除-插入、完全重规划等。实时任务规划作为星上应用软件,其进程由星上实时操作系统管理和调用,按固定周期及预先分配的时间片被调度执行。

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向应急需求的成像卫星单任务综合规划[J]. 杨正磊,钟文冬,席涛,任猛,任登高,谢夏洁.  系统工程与电子技术. 2018(09)
[2]基于网络简化和深度优先遍历的配电网路径搜索算法[J]. 徐成司,董树锋,孙洲,李春筱,孙明.  电力系统自动化. 2017(24)
[3]高分三号卫星自主任务规划设计与在轨验证[J]. 张驰,刘杰,王振兴,赵元清.  航天器工程. 2017(06)
[4]敏捷SAR卫星聚束模式姿态机动策略研究[J]. 韩晓磊,张庆君,刘杰,张润宁,袁智.  航天器工程. 2016(04)
[5]敏捷光学卫星自主任务管理系统关键技术分析[J]. 朱剑冰,汪路元,赵魏,田贺祥.  航天器工程. 2016(04)
[6]国外先进星载SAR卫星的发展现状及应用[J]. 王振力,钟海.  国防科技. 2016(01)
[7]敏捷成像卫星自主规划模型与算法[J]. 刘嵩,陈英武.  国防科技大学学报. 2015(06)
[8]敏捷成像卫星自主任务规划方法[J]. 刘嵩,陈英武,邢立宁,孙凯.  计算机集成制造系统. 2016(04)
[9]基于敏捷卫星平台的星载SAR Mosaic模式研究[J]. 韩晓磊,李世强,王宇,韩晓东,禹卫东.  宇航学报. 2013(07)
[10]对地观测卫星任务规划问题研究述评[J]. 姜维,郝会成,李一军.  系统工程与电子技术. 2013(09)



本文编号：3506132