论文部分内容阅读
为了实现成像卫星探测和信号探测两种探测手段的协同,有效地利用卫星资源,本文对面向多源信息协同探测的成像卫星任务规划展开研究,建立成像卫星任务规划模型并分析成像卫星的覆盖性能,在此基础之上提出多源协同规划问题的求解算法,本文的研究工作主要包括以下几个方面:(1)面向多源信息协同探测的成像卫星任务规划建模的研究首先介绍了卫星成像探测和信号探测的原理,分析了多源信息协同探测的模式。然后描述了成像卫星任务规划的约束和流程。最后详细分析了面向信号和成像协同探测的成像卫星任务规划模型与问题,定义了模型中的基本变量,对问题的约束进行分析,给出了数学描述模型,最后对问题的特点和难点进行了分析。(2)基于网格空间的成像卫星覆盖性能分析覆盖性能分析是卫星任务规划求解的基础,论文重点研究了成像卫星对区域目标的覆盖性能分析,详细介绍了卫星对地覆盖模型以及进行覆盖求解的方法,最后提出利用网格空间划分区域,基于网格统计进行覆盖性能分析的方法。将本文的覆盖性能求解方法与STK软件进行比较,验证了本文方法的准确性,利用本文的方法求解成像卫星对区域目标的时间和空间覆盖特性。(3)基于滚动规则和改进遗传算法的多源协同规划问题求解首先简要介绍了面向多源信息协同探测的成像卫星任务规划中涉及的基本概念。然后,提出了面向多源信息的卫星任务分配策略,根据特定的规则将新任务分配到各颗成像卫星任务规划过程中。最后,根据问题的基本特征,详细地介绍了面向多源信息的卫星任务规划算法的设计思路。结合成像卫星的基本约束,基于滚动规则和遗传算法基本原理,提出了滚动求解方法和基于遗传算法的求解策略。此外,为了克服遗传算法的早熟现象,提出了改进的遗传算法求解策略。实验对比了滚动求解方法与改进遗传算法的性能指标,结果验证了两种算法的有效性,且改进的遗传算法性能更优。