CN107300924B - 一种敏捷卫星调度方法 - Google Patents
一种敏捷卫星调度方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107300924B CN107300924B CN201710286358.9A CN201710286358A CN107300924B CN 107300924 B CN107300924 B CN 107300924B CN 201710286358 A CN201710286358 A CN 201710286358A CN 107300924 B CN107300924 B CN 107300924B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- observation
- time
- time window
- task
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 41
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 5
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 241000838698 Togo Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/04—Constraint-based CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种敏捷卫星调度方法。在所述敏捷卫星调度方法中,在***当前观测任务时,如果需要敏捷卫星进行姿态转换,基于所述当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务。本发明的敏捷卫星调度方法基于当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务,从而利用松弛时间来快速判定敏捷卫星是否满足姿态转换的时间约束条件,从而在一定程度上简化了计算,大大提高了敏捷卫星调度方法求解问题的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种敏捷卫星调度方法,或者涉及一种计算观测时间窗松弛时间的方法。
背景技术
敏捷光学成像卫星作为新一代对地观测卫星,具备滚动、俯仰、偏航等姿态调整能力,这使得卫星的成像能力大大增强。由于卫星具有沿飞行方向俯仰的姿态调整能力,使得卫星对观测任务的可见时间窗大大延长,进而使得观测任务观测开始时间的选择更加灵活。在观测过程中,卫星需要通过姿态机动从其前驱观测任务的拍摄姿态转换到当前任务的拍摄姿态,这个转换需要一定的时间。因此,在观测任务开始时间的选择问题上还需要考虑卫星姿态转换时间约束,这使得问题的求解复杂度与难度大大增加。
发明内容
相关术语解释
在本发明中,敏捷卫星简称为卫星。
可见时间窗口:卫星对于某一观测任务的可见时间区间。
观测时间窗口:卫星执行某一观测任务的观测时间区间。
卫星姿态转换时间:卫星从上一任务观测姿态转到当前任务观测姿态所需要的时间,或从当前任务观测姿态转到下一任务观测姿态所需要的时间。
前向松弛时间:在满足解的可行性前提条件下,卫星对于观测任务的观测时间窗在其可见时间窗内能够向前滑动的最大长度。
后向松弛时间:在满足解的可行性前提条件下,卫星对于观测任务的观测时间窗在其可见时间窗内够能向后滑动的最大长度。
符号定义
当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间:Trans(i-1,i)。
当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间:Trans(i,i+1)。
敏捷卫星调度方法,或者涉及一种计算观测时间窗松弛时间的方法
本发明的目的在于提供一种敏捷卫星调度方法,来简化对敏捷卫星调度问题的求解。进一步而言,本发明的目的在于基于观测任务松弛时间来简化对敏捷卫星调度问题的求解。
为实现上述目的,本发明提供一种敏捷卫星调度方法。在所述敏捷卫星调度方法中,在***当前观测任务时,如果需要敏捷卫星进行姿态转换,基于所述当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务。
优选地,所述敏捷卫星调度方法包括下述步骤:
步骤1:确定***的当前观测任务的姿态角度与前后观测任务的观测角度是否相同,如果相同,转步骤6;
步骤3:计算当前观测任务的观测时间窗松弛时间;
步骤4:计算卫星姿态转换时间;
步骤5:比较计算卫星姿态转换时间与所述松弛时间,如果卫星姿态转换时间小于等于所述松弛时间,转步骤6,否则,转步骤7;
步骤6:判定满足姿态转换约束条件要求。
步骤7:判定不满足姿态转换约束条件要求,向前或向后调整当前观测任务的观测时间窗,转步骤4,或者结束。
优选地,在步骤7中,以下述方式调整当前观测任务的观测时间窗,在其可见时间窗内优先选择成像质量最高的观测时间窗W1,如果W1不满足姿态转换约束条件,以预设步长(时间间隔)向前或向后移动观测时间窗,得到观测时间窗W2,再次转步骤4进行判断,如仍然不能满足,进一步向前或向后移动观测时间窗,得到观测时间窗W3,再次转步骤4进行判断进行判断,直至遍历整个可见时间窗。
优选地,如果前向松弛时间大于等于当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i),且后向松弛时间大于等于当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1),则判定允许***当前观测任务。
如果当前观测任务ri存在前驱观测任务,
fi=max(sti-sti-1-li-1-Trans(i-1,i)) (1);
如果当前观测任务不存在前驱观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前驱观测任务的序号,i+1为后继观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
如果当前观测任务存在后继观测任务,
bi=max(sti+1-sti-li-Trans(i,i+1)) (3);
如果当前观测任务不存在后继观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前一观测任务的序号,i+1为下一观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
Trans(i,i+1)为当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间,
fi=sti-t,
如果前观测任务存在前驱观测任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i-1,i)'以及当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时则返回t=t*,否则,对于t∈[t*,sti],定义bI=t*,bO=sti,计算t的约束范围长度若转步骤12,否则,返回t=bo,
步骤12:令bI=t*并更新若返回t=bO,否则,令floor函数为向下取整函数,计算新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时转步骤13,否则,重复步骤12,
bi=t'-eti,
其中,
如果前观测任务存在后继任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i,i+1)'以及当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时则返回t′=t′*,否则,对于t′∈[eti,t′*],定义bI=eti,bO=t'*,计算t的约束范围长度若转步骤22,否则,返回t'=bI,
步骤22:令bO=t'*并更新若返回t'=bI,否则,令floor函数为向下取整函数,计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时转步骤23,否则,重复步骤22,
本发明的敏捷卫星调度方法基于当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务,从而利用松弛时间来快速判定敏捷卫星是否满足姿态转换的时间约束条件,从而在一定程度上简化了计算,大大提高了敏捷卫星调度方法求解问题的效率。
fi=sti-t,
如果前观测任务存在前驱观测任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i-1,i)'以及当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时则返回t=t*,否则,对于t∈[t*,sti],定义bI=t*,bO=sti,计算t的约束范围长度若转步骤12,否则,返回t=bo,
步骤12:令bI=t*并更新若返回t=bO,否则,令floor函数为向下取整函数,计算新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时转步骤13,否则,重复步骤12,
bi=t'-eti,
其中,
如果前观测任务存在后继任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i,i+1)'以及当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时则返回t'=t'*,否则,对于t'∈[eti,t'*],定义bI=eti,bO=t'*,计算t的约束范围长度若转步骤22,否则,返回t'=bI,
步骤22:令bO=t'*并更新若返回t'=bI,否则,令floor函数为向下取整函数,计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时转步骤23,否则,重复步骤22,
也就是说,本发明的计算方法能够以简便、快捷的方式来计算观测时间窗松弛时间,以提高敏捷卫星调度方法求解问题的效率。
附图说明
图1示出一个具体任务的观测时间窗的观测开始时间决定卫星的观测角度,进而决定姿态转换时间。
图2示出观测任务的观测开始时间与观测任务的成像质量之间的关系。
图3至图5是说明前向松弛时间和后向松弛时间的计算方法的示意图。
具体实施方式
在附图中,使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
敏捷卫星相对于常规卫星具有更强的时间依赖特性。敏捷卫星在执行观测任务时通常需要调整其相机位置,从上一任务(前驱任务)的观测姿态转到当前任务的观测姿态,以完成当前的观测任务。这个机动过程需要一定的时间来完成,本文将这段时间定义为卫星姿态转换时间。对于任务的观测开始时间的任何改变,将导致卫星的拍摄姿态改变,这不仅改变当前观测任务与前驱观测任务的卫星姿态转换时间,也使得当前观测任务与后继观测任务的卫星姿态转换时间发生改变。这些改变将会双向传递,使得敏捷卫星的调度问题具有高度的时间依赖特性。
敏捷卫星调度的时间依赖特性主要体现在以下两个方面:
1.观测任务的开始时间不同,卫星的拍摄姿态不同,导致卫星的姿态转换时间不同。如图1所示,观测任务ri的一个观测开始时间st1决定卫星拍摄姿态的角度为g',进而决定卫星的一个姿态转换时间Trans(i-1,i)'。观测任务ri的另一观测开始时间st2(对应于不同于实际观测时间窗的一个候选时间窗)决定卫星拍摄姿态的角度为g",进而决定卫星的另一个姿态转换时间Trans(i-1,i)”。需要指出的是,敏捷卫星的姿态转换时间取决于两个观测任务(前驱观测任务与当前观测任务,或者当前观测任务与后继观测任务)的拍摄姿态角度差Δg。
例如,示例性的,敏捷卫星的姿态转换时间可以下式计算:
其中,Δg表示卫星对于两观测任务的拍摄姿态角度差。
也就是说,可以通过固定时长(可以理解为准备时间,例如,上式中的10秒,15秒,20秒,25秒等)+估算转动时长来确定敏捷卫星的姿态转换时间。在上式中,转动时长是根据角度差除以转动速度来计算的。上述的转动速度实际上是预估的。
需要指出的是,敏捷卫星的姿态转换时间不限于采用上述的方式来计算或确定,也可以采用任何适当的其他方式来计算或估算。
2.观测任务的开始时间不同,卫星的拍摄角度不同,导致观测任务的成像质量不同。
如图2所示,当卫星位于观测任务正上方时观测任务的成像质量最好,敏捷卫星的俯仰角以及侧摆角越大拍摄图像的质量越差。
综上所述,敏捷卫星的调度问题具有时间依赖特性。这使得敏捷卫星调度时,***新观测任务的复杂性明显增加。例如,当***观测任务后可能出现当前观测任务与前驱观测任务或后继观测任务的姿态转换时间不足的情况,这时需要将前驱观测任务在其可见时间窗口内向前移动,或将后继观测任务在其可见时间窗内向后移动,而此时的卫星姿态转换时间又会因此发生变化,反复进行此过程至生成的调度方案满足卫星姿态转换时间约束,或找不到符合约束条件的可行解而放弃***观测任务。
在根据本发明的一个实施例的一种敏捷卫星调度方法中,在***当前观测任务时,如果需要敏捷卫星进行姿态转换,基于所述当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务。
本发明的敏捷卫星调度方法基于当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务,从而利用松弛时间来快速判定敏捷卫星是否满足姿态转换的时间约束条件,从而在一定程度上简化了计算,大大提高了敏捷卫星调度方法求解问题的效率。
具体而言,所述方法包括下述步骤。
步骤1:确定***的当前观测任务的姿态角度与前后观测任务的观测角度是否相同,如果相同,转步骤6。也就是说,将当前观测任务***到已经存在的任务队列中去。例如,将当前观测任务***到前驱观测任务与后继观测任务之间。
步骤2:在当前观测任务的可见时间窗内选择观测时间窗;例如,选择成像质量最高的观测时间窗W1或能够最早执行的观测时间窗W1’;或者根据其他规则为当前观测任务选择的观测时间窗。可以理解的是,此次选择的时间窗是初步选定的时间窗,可能需要向前或向后调整。进一步地,选择的时间窗需要位于前驱观测任务的观测时间窗与后继观测任务的观测时间窗之间。
步骤3:计算当前观测任务的观测时间窗松弛时间。可以采用任何适当的方法来确定当前观测任务的观测时间窗松弛时间。具体地,可以采用下文记载的方法来确定。
步骤4:计算卫星姿态转换时间。通常,卫星姿态转换时间由当前观测任务的观测时间窗的俯仰角与前驱观测任务、后继观测任务的的观测时间窗的俯仰角之差来确定。可以采用任何适当的方法来计算或确定。例如,可以采用前述的方法来估算。
步骤5:比较计算卫星姿态转换时间与所述松弛时间,如果卫星姿态转换时间小于等于所述松弛时间,转步骤6,否则,转步骤7。该步骤中的比较,例如可以是比较卫星姿态转换时间(时长)是否小于或等于所述松弛时间(时长);或者判断当次的观测时间窗加上卫星姿态转换时间之后,是否处于初始的观测时间窗及松弛时间限定的区域内。
步骤6:判定满足姿态转换约束条件要求。进一步地,可以判定或初步判定可以在当前的观测时间窗***当前的观测任务。
步骤7:判定不满足姿态转换约束条件要求,向前或向后调整当前观测任务的观测时间窗,转步骤4,或者结束。例如,如果已经遍历可见时间窗,则结束,并判定不能***当前观测任务。在此情况下,可以考虑放弃***当前任务;也可以考虑前移前驱观测任务或后移后继观测任务,或者根据优先级别来取消前驱观测任务或后继观测任务。
向前或向后调整当前观测任务的观测时间窗的具体方法可以根据需要设置。例如,对于当前任务,在其可见时间窗内优先选择成像质量最高的观测时间窗W1,如果W1不满足姿态转换约束条件,以预设步长(时间间隔,例如)向前或向后移动观测时间窗,得到观测时间窗W2,再次进行判断,如仍然不能满足,进一步向前或向后移动观测时间窗,得到观测时间窗W3,再次进行判断,直至遍历整个可见时间窗。可以理解的是,在成像质量最高的观测时间窗W1位于可见时间窗一端的情况下,观测时间窗始终向一个方向运动。需要指出的是,预设步长不限于固定的时间长度,也可以是采用二分法折半向前或向后移动。
在成像质量最高的观测时间窗W1位于可见时间窗中部,而不是位于可见时间窗一端的情况下,在进行一次前移或后移观测时间窗之后,紧接着进行一次反向的对称移动观测时间窗。例如,观测时间窗W3和W2相对于W1前后对称,观测时间窗W5和W4相对于W1前后对称,且分别相对于观测时间窗W3和W2向前或向后移动一个步长。这样,有利于优先选用成像质量高的时间窗口,尽可能提高成像质量。
在将当前任务***到已有任务列表中去的情况下,需要同时考虑当前任务观测姿态与前驱任务观测姿态和后继任务观测姿态之间的转换时间。这样,需同时满足两个约束条件。也就是说,如果前向松弛时间大于等于当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i),且后向松弛时间大于等于当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1),则判定允许***当前观测任务,或者判定满足姿态转换时间约束条件。
下面详细说明前向松弛时间与后向松弛时间的计算方法。
如果当前观测任务ri存在前驱观测任务,
fi=max(sti-sti-1-li-1-Trans(i-1,i)) (1);
如果当前观测任务不存在前驱观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前驱观测任务的序号,i+1为后继观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
如果当前观测任务存在后继观测任务,
bi=max(sti+1-sti-li-Trans(i,i+1)) (3);
如果当前观测任务不存在后继观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前一观测任务的序号,i+1为下一观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
Trans(i,i+1)为当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间,
fi=sti-t,
如果前观测任务存在前驱观测任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i-1,i)'以及当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时则返回t=t*,否则,对于t∈[t*,sti],定义bI=t*,bO=sti,计算t的约束范围长度若转步骤12,否则,返回t=bo,
步骤12:令bI=t*并更新若返回t=bO,否则,令floor函数为向下取整函数,计算新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时转步骤13,否则,重复步骤12,
bi=t'-eti,
其中,
如果前观测任务存在后继任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i,i+1)'以及当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时则返回t'=t'*,否则,对于t'∈[eti,t'*],定义bI=eti,bO=t'*,计算t的约束范围长度若转步骤22,否则,返回t'=bI,
步骤22:令bO=t'*并更新若返回t'=bI,否则,令floor函数为向下取整函数,计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时转步骤23,否则,重复步骤22,
下面更详细地说明松弛时间的计算。
对于观测任务ri的观测时间窗定义两个松弛时间:前向松弛时间fi和后向松弛时间bi。fi和bi依据观测任务ri的观测时间窗可见时间窗和相邻任务间卫星的姿态转换时间来计算。如图4所示,可以将向后移动至可见时间窗口的结束位置,将其观测开始时间从sti移至st'i。在这种情况下,若则观测时间窗在可见时间窗口内的滑动被接受,同时更新Trans(i,i+1)'以及观测角度g'i、gi+1。观测角度g'i取决于观测任务的开始时间st'i。因此,一旦观测时间窗固定,后向松弛时间只取决于观测任务的开始时间st'i。同理,观测时间窗前向松弛时间取决于观测开始时间st″i。
由于前驱观测时间窗固定,所以fi是关于sti的函数。因此,观测任务的前向松弛时间决定于其观测的开始时间。上式的前提条件是观测任务ri存在前驱观测时间窗。如果观测时间窗不存在前驱观测时间窗,则观测时间窗的前向松弛时间计算公式如下式,其中为可见时间窗口的结束时间(见图4):
图2说明了观测角度和开始观测时间的关系:观测角度取决与观测开始时间,这也使得卫星姿态转换时间具有时间依赖特性。
定义观测时间窗的最早可行观测开始时间为t,可见时间窗的开始时间为可见时间窗的结束时间为观测时间窗开始时间为sti,观测时间窗结束时间为eti,观测时间窗长度为li,观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔为
步骤1:当前观测时间窗没有前驱观测时间窗时,返回当前观测时间窗存在前驱观测时间窗时,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i-1,i)'以及当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时则返回t=t*。否则,对于t∈[t*,sti],在t的约束范围内,定义bI=t*,bO=sti。计算t的约束范围长度若转步骤2。否则,返回t=bo。
步骤2:令bI=t*并更新若返回t=bO。否则,令(floor函数:向下取整),同时,我们能够计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时转步骤3。否则,重复步骤2。
步骤3:令bO=t*并更新若返回t=bO。否则,令(floor函数:向下取整),同时,我们能够计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"'以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时重复步骤3。否则,转步骤2。
定义观测时间窗的最晚可行观测结束时间为t',可见时间窗的开始时间为可见时间窗的结束时间为观测时间窗开始时间为sti,观测时间窗结束时间为eti,观测时间窗长度为li,观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔为
步骤21:当前观测时间窗不存在后继观测时间窗时,返回当前观测时间窗存在后继观测时间窗时,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i,i+1)'以及当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时则返回t'=t'*。否则,对于t'∈[eti,t'*],在t的约束范围内,定义bI=eti,bO=t'*。计算t的约束范围长度若转步骤2。否则,返回t'=bI。
步骤22:令bO=t'*并更新若返回t'=bI。否则,令(floor函数:向下取整),同时,我们能够计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时转步骤23。否则,重复步骤22。
步骤23:令bI=t'*并更新若返回t'=bI。否则,令(floor函数:向下取整),同时,我们能够计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"'以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时重复步骤23。否则,转步骤22。
故观测时间窗otwi的后向松弛时间为:bi=t'-eti。
最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解:可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种敏捷卫星调度方法,其特征在于,在***当前观测任务时,如果需要敏捷卫星进行姿态转换,基于所述当前观测任务的观测时间窗松弛时间来判定是否允许***当前观测任务,所述敏捷卫星调度方法包括下述步骤:
步骤1:确定***的当前观测任务的姿态角度与前后观测任务的观测角度是否相同,如果相同,转步骤6;
步骤3:计算当前观测任务的观测时间窗松弛时间;
步骤4:计算卫星姿态转换时间;
步骤5:比较计算卫星姿态转换时间与所述松弛时间,如果卫星姿态转换时间小于等于所述松弛时间,转步骤6,否则,转步骤7;
步骤6:判定满足姿态转换约束条件要求;
步骤7:判定不满足姿态转换约束条件要求,向前或向后调整当前观测任务的观测时间窗,转步骤4,或者结束。
4.如权利要求1所述的敏捷卫星调度方法,其特征在于,如果前向松弛时间大于等于当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i),且后向松弛时间大于等于当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1),则判定允许***当前观测任务。
5.如权利要求1所述的敏捷卫星调度方法,其特征在于,
如果当前观测任务ri存在前驱观测任务,
fi=max(sti-sti-1-li-1-Trans(i-1,i)) (1);
如果当前观测任务不存在前驱观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前驱观测任务的序号,i+1为后继观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
6.如权利要求1所述的敏捷卫星调度方法,其特征在于,
如果当前观测任务存在后继观测任务,
bi=max(sti+1-sti-li-Trans(i,i+1)) (3);
如果当前观测任务不存在后继观测任务,
其中,
i为当前观测任务的序号,i-1为前一观测任务的序号,i+1为下一观测任务的序号,
sti-1为前驱观测任务的观测时间窗的开始时间,
Trans(i-1,i)为当前观测时间窗与前驱观测时间窗的卫星姿态转换时间,
Trans(i,i+1)为当前观测时间窗与后继观测时间窗的卫星姿态转换时间,
7.如权利要求1所述的敏捷卫星调度方法,其特征在于,
fi=sti-t,
如果前观测任务存在前驱观测任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i-1,i)'以及当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时则返回t=t*,否则,对于t∈[t*,sti],定义bI=t*,bO=sti,计算t的约束范围长度若转步骤12,否则,返回t=bo,
步骤12:令bI=t*并更新若返回t=bO,否则,令floor函数为向下取整函数,计算新的卫星姿态转换时间Trans(i-1,i)"以及新的当前观测时间窗与前驱观测时间窗的时间间隔若此时转步骤13,否则,重复步骤12,
8.如权利要求1所述的敏捷卫星调度方法,其特征在于,
bi=t'-eti,
其中,
如果前观测任务存在后继任务,令计算卫星所需姿态转换时间Trans(i,i+1)'以及当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时则返回t'=t'*,否则,对于t'∈[eti,t'*],定义bI=eti,bO=t'*,计算t的约束范围长度若转步骤22,否则,返回t'=bI,
步骤22:令bO=t'*并更新若返回t'=bI,否则,令floor函数为向下取整函数,计算出新的卫星姿态转换时间Trans(i,i+1)"以及新的当前观测时间窗与后继观测时间窗的时间间隔若此时转步骤23,否则,重复步骤22,
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010476357.2A CN111625965B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种计算观测时间窗松弛时间的方法 |
CN201710286358.9A CN107300924B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种敏捷卫星调度方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710286358.9A CN107300924B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种敏捷卫星调度方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010476357.2A Division CN111625965B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种计算观测时间窗松弛时间的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107300924A CN107300924A (zh) | 2017-10-27 |
CN107300924B true CN107300924B (zh) | 2020-05-29 |
Family
ID=60137222
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710286358.9A Active CN107300924B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种敏捷卫星调度方法 |
CN202010476357.2A Active CN111625965B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种计算观测时间窗松弛时间的方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010476357.2A Active CN111625965B (zh) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 一种计算观测时间窗松弛时间的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN107300924B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102867107A (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-09 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种多成像卫星应急任务动态调度方法 |
CN103336715A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-10-02 | 邢立宁 | 基于本体的成像卫星调度问题模型构建方法 |
CN104063748A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种用于解决面向成像卫星的时间依赖型调度问题的算法 |
CN104217109A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 敏捷卫星混合主动调度方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100536097B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-12-12 | 한국전자통신연구원 | 저궤도 위성 명령계획 장치와 그 방법 및 이를 포함하는저궤도 위성 관제 시스템 |
CN105096012B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-06-08 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于可变滑动窗口的敏捷卫星时序规划方法 |
-
2017
- 2017-04-27 CN CN201710286358.9A patent/CN107300924B/zh active Active
- 2017-04-27 CN CN202010476357.2A patent/CN111625965B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102867107A (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-09 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种多成像卫星应急任务动态调度方法 |
CN103336715A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-10-02 | 邢立宁 | 基于本体的成像卫星调度问题模型构建方法 |
CN104063748A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种用于解决面向成像卫星的时间依赖型调度问题的算法 |
CN104217109A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 敏捷卫星混合主动调度方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
成像卫星星地综合调度技术研究;靳肖闪;《中国博士学位论文全文数据库(电子期刊)》;20110415(第4期);第C031-80页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111625965B (zh) | 2022-08-26 |
CN107300924A (zh) | 2017-10-27 |
CN111625965A (zh) | 2020-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107608793B (zh) | 快速搜索的敏捷卫星任务规划方法 | |
CN108139204B (zh) | 信息处理装置、位置和/或姿态的估计方法及记录介质 | |
CN105096012B (zh) | 一种基于可变滑动窗口的敏捷卫星时序规划方法 | |
CN105809667B (zh) | 扩充实境中基于深度摄影机的遮蔽效果优化方法 | |
CN107192375B (zh) | 一种基于航拍姿态的无人机多帧图像自适应定位校正方法 | |
CN108629793A (zh) | 使用在线时间标定的视觉惯性测程法与设备 | |
US9613420B2 (en) | Method for locating a camera and for 3D reconstruction in a partially known environment | |
US20160269631A1 (en) | Image generation method, system, and apparatus | |
US20110087371A1 (en) | Responsive control method and system for a telepresence robot | |
CN111127557A (zh) | 一种基于深度学习的视觉slam前端位姿估计方法 | |
CN111950735B (zh) | 一种基于双向模型的强化学习方法 | |
CN110533724B (zh) | 基于深度学习和注意力机制的单目视觉里程计的计算方法 | |
JP2017015704A (ja) | ドローンに搭載されて土地をマッピングするように適合されたカメラユニット、およびカメラユニットによる画像撮像管理方法 | |
JP7369847B2 (ja) | 自動運転車両に対するデータ処理方法及び装置、電子機器、記憶媒体、コンピュータプログラム、ならびに自動運転車両 | |
JP2008118644A (ja) | ぼけたデジタル画像の点像分布関数の概算方法、および、実行時に、ぼけたデジタル画像の点像分布関数の概算方法を実施する、コンピュータで読取可能な命令を有する1つまたは複数のコンピュータで読取可能な媒体 | |
JP2013030134A (ja) | 認識装置、方法及びプログラム | |
US20180095342A1 (en) | Blur magnification image processing apparatus, blur magnification image processing program, and blur magnification image processing method | |
CN108038417A (zh) | 云台控制方法、装置及*** | |
CN107300924B (zh) | 一种敏捷卫星调度方法 | |
CN109146955A (zh) | 一种基于微小卫星群获取目标三维图像信息的方法 | |
CN111829535A (zh) | 生成离线地图的方法、装置、电子设备和存储介质 | |
CN109255773A (zh) | 基于全变分的异分辨率红外与可见光图像融合方法及*** | |
US20180146168A1 (en) | Following apparatus and following system | |
CN108347577B (zh) | 一种成像***和方法 | |
CN110428461A (zh) | 结合深度学习的单目slam方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |