文档介绍：基于动态能量平衡的成像卫星任务规划方法研究
齐昕浒,刘畅,汪明
(航天恒星科技有限公司,北京 100086)
摘要针对传统模式下,常规任务规划算法使用固定能量约束判断方法导致的卫
星系统效能偏低的缺点。本文首先分析了传统方法存在的不足,同时提出了一
种新的基于卫星能量模型的动态能量判断方法,充分考虑了卫星需要进行长时
间连续工作的应用特点,设计了单圈能量平衡和多圈能量平衡的任务规划算法
策略。最后,通过仿真实例及工程应用表明,与传统方法相比,该方法可以有
效提高卫星的使用效能,从而验证了使用动态约束判断方法进行任务规划的可
行性。
关键词成像卫星;任务规划;能量平衡;动态约束
中图分类号 O436 文献标识码 A
Study on the Mission Planning Method for EOS Based on
Dynamic Energy Balance Constraint
Qi Xinhu Liu Chang Wang Ming
(Space Star Technology Co.,Ltd,Beijing 100086,China)
Abstract Traditionally, mission planning algorithm using the fixed energy
constraints, reducing the maximum possible utilization of the earth observing
satellite. At first, this paper analysis the disadvantages of traditional
methods, at the same time, this paper proposes a new dynamic energy judgment
method based on satellite energy model, considering the application
characteristics of satellite needs long time continuous working, design the
single circle energy balance and more circle energy balance algorithm strategy
of mission planning. Finally, for experiment instances and applications,
compared with the traditional methods, this method can improve the use
efficiency of satellites. Experiment results suggest that the method works well
for the mission planning problem.
Keywords Earth Observation Satellite; Mission Planning; Energy
Balance; Dynamic Constraint
1
1 引言
成像卫星使用自身携带的遥感设备对地面物体进行观测,获取目标的图像
数据,满足观测需求[1]。成像卫星任务规划需要受限于卫星的各种使用约束[2],
而能量约束是其中最主要的约束之一。随着卫星能力的发展,传统的“条件
式”的卫星能量使用约束已不能符合卫星的使用需求,需要采用新的动态的能
量约束规划方式,最大化的发挥卫星使用潜能。
现有卫星任务规划能量约束采用固定约束规划策略,以卫星最恶劣的使用
状态为标准制定约束条件,对任意时间段内的成像及回放工作时间长度进行限
制,防止卫星放电过度造成电池损害。固定约束规划策略由于无法对卫星电量
进行预报,使得规划灵活度不够,无法精确控制卫星能量的使用。
根据以前卫星的成像及机动能力,单轨完成?的任务量本身有限,固定约束
规划策略只是影响卫星效能的次要因素。但随着卫星分辨率及姿态灵活性大大
提升,单轨可以完成的任务量成倍增长,卫星能量约束已经是制约卫星效能发
挥一大瓶颈。因此需要采用动态的能量约束规划策略进行精确的能源平衡分析
计算,合理进行工作排布完成任务规划。
本文以能源平衡分析计算模型为基础,使用动态能源约束策略进行任务规
划,通过比较现有固定与动态约束规划的结果,验证动态能源约束任务规划对
卫星效能提升,并得出效能提升的量化数据。