赵琳， 王硕， 郝勇， 刘源

哈尔滨工程大学 自动化学院， 哈尔滨 150001

基于能量最优的敏捷遥感卫星在轨任务规划

赵琳， 王硕， 郝勇*， 刘源

哈尔滨工程大学 自动化学院， 哈尔滨 150001

针对敏捷遥感卫星对多个离散观测点在轨自主任务规划问题，在考虑姿态运动方程耦合性的基础上，将问题分解为空间资源调度问题和连续最优控制问题，进而提出了一种结合伪谱法和遗传算法的混合求解算法。该算法针对基于行商问题(TSP)模型建立的空间资源调度问题模型，选用二维编码结构对观测顺序和相对观测时间进行实数编码，并采用遗传算法求解观测序列和观测时间；针对判断观测时间可行性时涉及的时间最优控制问题、以及姿态转移过程中涉及的最小能量消耗问题，将其归结为连续最优控制问题，并基于Gauss伪谱协态变量映射定理，采用Gauss伪谱法进行求解。通过与基于单纯遗传算法的规划算法进行对比试验，本文所提出的基于伪谱法和遗传算法的混合求解策略针对目标问题，在典型工况下姿态转移过程中能量消耗降低60%。

行商问题(TSP)； 能量消耗； 时间最优； 遗传算法； Gauss伪谱法

相比于传统的成像卫星，敏捷遥感卫星具有姿态快速机动的能力[1]。基于敏捷遥感卫星的敏捷快速机动能力，敏捷遥感卫星具有更大的观测范围和更强的观测能力。目前成像卫星的运动多是在管控模式下完成的，管控模式是指地面控制系统根据任务需求对卫星的……