何川东，王 鹏，刘晓东，崔 莉

(北京遥感信息研究所，北京 100192)

面向区域覆盖的遥感卫星轨道布设优化算法

何川东，王 鹏，刘晓东，崔 莉

(北京遥感信息研究所，北京 100192)

面向区域覆盖的遥感卫星轨道布设是典型的多目标优化问题，设计具有针对性的求解模型和高效的求解算法是解决该问题的关键。通过分析体现区域覆盖的主要评价指标，明确问题的基本输入输出和先决条件，建立了该问题的多目标优化数学模型。根据模型特点，基于快速非支配排序遗传算法NSGA-II设计了优化算法，采用快速非支配排序、精英保持、拥挤度距离等策略，减少了计算复杂性，提高了搜索速度。仿真结果表明，基于NSGA-II的卫星轨道布设优化算法可以有效解决面向区域覆盖的卫星轨道布设问题。

区域覆盖；遥感卫星；轨道布设；优化算法

AbstractIt is a typical multi-objective optimization problem to design the orbit of remote sensing satellites for the regional coverage.It is the key to solve this problem by designing a targeted model and an efficient algorithm.By analyzing the main evaluation indicator,the basic input-output and prerequisites of the problem is clarified,and the multi-objective optimization model of the problem is established.According to the characteristics of the model,the optimization algorithm is designed based on NSGA-II,which reduces the computational complexity and improves the searching speed.Simulation results show that the optimization algorithm for satellite orbit design based on NSGA-II can effectively solve the problem of satellite orbit design for regional coverage.

Keywordsregional coverage;remote sensing satellites;satellite orbit design;optimization algorithm

0 引言

针对特定区域的覆盖成像是遥感卫星成像任务中一类重要的成像任务，如针对重大自然灾害监测(如地震区域覆盖、森林火灾覆盖、河流/近海浮冰监测等)的区域覆盖、国土资源普查和海洋环境监视等，这些任务都是针对特定区域、在特定时间范围内、具有特定成像要求的成像任务。区域覆盖任务一般都具有较高的时效性要求，如针对重大自然灾害的遥感图像保障，一般具有持续时间短、范围有限的特点，这就要求遥感卫星能在较短的时间内，对特定区域进行无缝覆盖。现代遥感卫星都具有轨道机动能力，通过轨道机动，将多颗卫星星下点轨迹合理布设，可以实现对特定区域的无缝覆盖。……