敏捷光學(xué)成像衛(wèi)星多目標(biāo)任務(wù)規(guī)劃方法研究.pdf

1、新一代光學(xué)成像衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航三軸姿態(tài)機(jī)動(dòng),并具有靈活成像能力,故而提出了考慮推掃成像的敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題。
　　任務(wù)規(guī)劃是衛(wèi)星成像流程中的重要部分,指導(dǎo)相關(guān)部門完成用戶需求和實(shí)際需要。通過(guò)對(duì)任務(wù)流程的完整分析,給出本文所假定的約束條件,通過(guò)對(duì)完整問(wèn)題的合理簡(jiǎn)化,得出敏捷光學(xué)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃完整流程。
　　通過(guò)對(duì)模型基本約束和規(guī)劃過(guò)程的分析,利用相機(jī)視場(chǎng)角,建立針對(duì)敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題的時(shí)間窗口計(jì)算模型和計(jì)算方法;

2、在高斯投影的基礎(chǔ)上,得到了直線掃描條帶的初始生成方式,并結(jié)合軌道特性,給出了結(jié)合軌道的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù);建立了應(yīng)用于敏捷衛(wèi)星的三軸姿態(tài)幾何確定方法,以快速實(shí)現(xiàn)三軸姿態(tài)的確定,并根據(jù)線陣特點(diǎn)規(guī)定了偏航姿態(tài)的取值方法和高斯投影點(diǎn)的舍棄條件;同時(shí),設(shè)計(jì)并提高了姿態(tài)過(guò)渡時(shí)間的計(jì)算模型,在平均姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力的基礎(chǔ)上,附加采用了新的姿態(tài)機(jī)動(dòng)方式,以實(shí)現(xiàn)模擬更真實(shí)的實(shí)際情況。定義“條帶可用開始時(shí)間窗口”和“嚴(yán)格開始時(shí)間窗口”兩個(gè)新概念,并建立應(yīng)用于敏捷衛(wèi)星

3、的新約束條件,在簡(jiǎn)化復(fù)雜約束的基礎(chǔ)上,建立了考慮直線推掃成像的敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃約束滿足模型。
　　針對(duì)敏捷衛(wèi)星約束滿足模型,設(shè)計(jì)分層優(yōu)化的求解策略,將規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩層問(wèn)題進(jìn)行處理;在子問(wèn)題中,分組生成掃描條帶,設(shè)計(jì)了子問(wèn)題模型和可行求解方法,并通過(guò)matlab現(xiàn)有優(yōu)化算法,建立掃描條帶中心線的數(shù)學(xué)模型,以產(chǎn)生直線掃描條帶中心線與條帶內(nèi)部目標(biāo)點(diǎn)的投影點(diǎn);將子問(wèn)題優(yōu)化結(jié)果輸入上層規(guī)劃問(wèn)題,通過(guò)設(shè)計(jì)基于啟發(fā)式規(guī)則的敏捷衛(wèi)星規(guī)劃算法,建