敏捷卫星调度问题关键技术研究

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1、分类号ＴＰ３９１密级公开１０４８６编号＿Ｃ００４—ＵＤ．８武汉大学博±学位论文敏捷五星调度问题关键技木研究研究生姓名：郭雷指导教师姓名、职称：章登义教授专业名称：计算机系统结构研究方向；人工智能、卫星调度二〇—五年十月学位论文使用授巧书一（式两份，此份交《中国博±学位论文全文数据库》期刊社存档），本论文作者完全了解学校关于保存、使用学位论文的管理办法及规定即学校有权保论文被查阅和借阅，接受社留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许会监督。本人授权武汉大学可将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和

2、收录到《中国博±学位论文全文数据库》进行信息服务、缩印或扫描等复，也可Ｗ采用影印制手段保存或汇编本学位论文。一□两ＱＨ本论文提交□当年／□年／年／年Ｗ后，同意发布。若不选填则视为一年Ｗ后同意发布。注。：保密学位论克在解密后适用于本授权书＾顯％导师脅嗦乂年冷Ｗ武没大学研究生学位论文作者信息论文题目／打如举散是调司ｌ痛化甲ｙ姓名学号。答辩日期、、月曰＞。００如产、＼侧）叫论文级别博±口／硕±〇院席／所专业擊則柳豕子奔抑Ｉ联系电话Ｅｍａｉｌ＿１—＾＿－．＿ｐ；邮编－通信地址：（）备注：５０Ｒｅｓ

3、ｅａｒｃｈｏｎＫｅｙＰｒｏｂｌｅｍｓｏｆ乂钟ｌｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＩｍａｇｉｎＳｃｈｅｄｕｌｉｎＰｒｏｂｌｅｍｇｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＧｕｏＬｅｉＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＺｈａｎｇＤｅｎｉｇｙＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＦｉｎｉｓｈｅｄＤａｔｅ：Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１５论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，

4、均已在文中明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（签名＾＾年月。曰、武汉大学博±学位论文摘要获取高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率成像数据己经成为支撑国民经济建设和保障国家安全的战略性需求。敏捷卫星利用搭载的高分辨率传感器，凭借其一机动、灵活等特点，能够满足这战略需求，大幅提高航天器的服务能力和效率。敏捷卫星的研发与发射是我国航天事业的重要转折。敏捷卫星具有绕任意欧拉轴（含滚动、俯仰、偏航）快速、稳定的成像能力，能够完成包括同轨多个热点目标定制成像、同轨大区域目标多条带拼接成像一目标多视角立体成像和同轨非沿轨迹方向

5、、同轨同的目标推扫成像等复杂遥感成像飞行，如何能根据任务需求，制定科学、精准的调度策略，让高速运行的在轨卫星，完成上述复杂的机动组合动作，实现获取高空间分辨率和高时间分辨率影像的技术难题，己成为国内外敏捷卫星调度技术研究的关键问题。、本文针对敏捷卫星调度技术关键问题，从成像任务预处理调度模型和优化求解算法Ｈ个方面展开研究，，１＾最大限度满足用户需求提高敏捷卫星系统整体效能。具体研究内容如下：（１）从卫星工程系统的角度研究了成像卫星工作原理，详细阐述了与敏捷卫星调度问题密切相关的遥感卫星平台的轨道特性、敏捷姿态控制和成像传感器原理等主要内容，；总结提

6、出了敏捷卫星四种典型成像模式敏捷成像模式增强了敏捷卫星调度的灵活性和完成复杂任务的可能性；从优化目标、成像任务、卫星资源和约束条件四个方面全方位描述了敏捷卫星调度问题，并在此基础上概括了问题的基本输入输出要素。（２）研究了卫星成像预处理过程中的两个关键问题：区域目标分解和点目标任务聚类。针对区域目标分解，首先分析了现有区域目标分解方法的特点和不足，然后在一此基础上提出了种面向敏捷卫星的区域目标动态分解法，该方法首先动态计算敏捷卫星观测摆角、幅宽和持续时间，再Ｗ平行条带分割区域目标，获得最小姿态调整时间，在此基础上设计等步长搜索算法求解对区域目标的最佳观测点

7、，最后构建了包含－ＷＶ－－－１ｉＩ四颗敏捷卫星ＧｅｏＥｙｅ、ｏｒｌｄｅｗ２、ＰｌｅｉａｄｅｓＡ和ＳＰ０Ｔ６的ＳＴＫ仿真场景，仿真结果验证了本方法能有效提高观测目标的覆盖率；针对密集点目标，采用任务聚类策略，，分析了敏捷卫星任务聚类必须满足的俯仰、侧摆和成像空闲时间约束条件并给出了聚类任务的观测角度和观测时间窗口的计算公式。在此基础上，建立了聚类图一模型，给出了模型的构建算法，将任务聚类转换为团划分问题