刘彬彬，李 晖，赵 曼，董理君，吴 杰

(中国地质大学(武汉) 计算机学院，湖北 武汉430074)

基于任务压缩的成像卫星任务规划

刘彬彬，李 晖，赵 曼，董理君，吴 杰

(中国地质大学(武汉) 计算机学院，湖北 武汉430074)

传统成像卫星任务规划过程中任务在时间窗口确定后是不可变的，但受限于卫星的各类约束条件，有些任务无法执行。针对该问题，在任务可以压缩的前提下，提出了采用多种任务压缩的方法处理指令模板冲突和消解文件下传约束，提高规划结果质量。对任务压缩策略进行了实验，测试结果表明，任务压缩策略的使用能够有效优化规划结果，提高卫星观测时长和完成任务数。

任务压缩；卫星任务规划；指令模板冲突；文件下传约束

AbstractIn the process of traditional imaging satellite mission planning,task is immutable after the confirmation of time window.Owing to the limitation of various satellite constraints,some tasks cannot be completed.To solve this problem,a variety of task compression strategies were proposed to deal with instruction template conflict and to resolve file downstream constraint under the premise that the task can be compressed,in order to improve the quality of planning results.Finally,the task compression strategies are tested.The results indicate that the use of task compression strategies can effectively optimize the planning results and increase satellite observation time and tasks completed.

Keywordstasks compression;satellite mission planning;instruction template conflict;file downstream constraint

0 引言

成像卫星利用可见光、多光谱、高光谱、超光谱和合成孔经雷达 (Synthetic Aperture Radar，SAR) 等星载传感器，获取地面目标的图像信息[1]。成像卫星对地观测具有覆盖范围广、运行时间长、不受国界和空域限制、无需考虑人员安全等独特优势，可以对全球任何地区实施观测[2]。卫星任务规划是卫星系统核心模块，其性能直接影响到卫星系统的工作效益[3]。主要目标是对卫星资源进行有效的分配和调度，制定卫星的观测计划，最大限度地完成用户提交的观测任务需求。

卫星任务规划是指为处理大量的用户任务，对组网卫星制定拍摄计划[4]。需要考虑固有的卫星能力约束及任务需求约束，是一个多约束的复杂组合优化问题。现有的卫星任务规划模型可以归纳为3类：数学规划模型[5-6]、约束满足模型[7-9]和其他模型[10-12]。……