多星联合成像任务规划技术研究

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1、密级：一中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：叠夔指导教师．t童文毅正直级王墨垭主国圣瞠陵遥盛皇夔主丛夔砑究压学位类别：王程亟±学科专业：电王皇通信王墨培养单位：生鱼叠瞠瞳遂蹙皇麴主丝墼班塞压二零一三年五月I[1lllllll[HIIl[1llJllll[1lHlllllllllllJIY2381822．ResearchfortheMissionPlannineTechnologyof．．M———u—lti—-sa—telli，．t．．．．．e．．．．．，Jo．．．．．．．．i．．．．n．

2、．．t．．．．．．I．．．．．．m．．．．．．．．，a，．．．．．．．g．．．．．．．．i．．．．n．．．．．e—．ByHanQiongADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringInstituteofRemoteSensingandDigitalEarthChineseAcademyofSciencesMay,2013学位论文原创性声明本人

3、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成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者虢印凉1日期：Z研=；年百月肋日学位论文使用授权说明本人完全了解培养单位关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照培养单位要求提交学位论文的印刷本和电子版；培养单位有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；培养单位可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提

4、下，培养单位可以公布论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定)⋯名：冲名家黜0帜魄砑厂舞钿蛔致谢本文依托国家863计划项目子课题“应用导向的多星耦合组网观测技术"，对多卫星联合成像任务规划技术进行深入研究。项目实施一年多来，在课题组全体成员的努力下，顺利完成了既定目标。在这段时间里，我的科研水平和项目经验都有了很大程度的提高。由衷地感谢课题组各位成员对我的指导与帮助，使我得以顺利完成项目相关工作。感谢那些在我撰写本文过程中给予我无私帮助的人，我所取得的成果与你们的默默支持密不可分。作者韩琼2013年5月摘要卫星成像任务规划是遥感卫星数据服务机构成像

5、编程服务的核心组成部分。现有的卫星成像任务规划软件大都是卫星组织机构针对特定的卫星而编写的，无法统一处理卫星数据服务机构能够成像编程和数据接收的多颗卫星。同时，随着成像任务要求的不断提升，遥感卫星数量不断增加，可选的卫星资源变得越来越多，充分利用这些卫星资源，提高数据的获取能力是满足目前大量遥感数据需求的有效途径。因此有必要对多卫星联合情况下的卫星资源管理和成像任务规划技术展开深入研究。多卫星联合成像任务规划涉及到卫星、传感器、目标区域、观测时间、规划目标等多个实体和因素，是一类极其复杂的优化求解问题。本文在广泛调研本领域研究与应用现状的基础上，针对面向卫星

6、成像编程的多卫星联合成像任务规划问题，提出了完整的求解流程和方法。首先，在全面剖析卫星成像任务规划所涉及的卫星成像流程、约束条件、规划目标等要素后，将多星联合成像任务规划问题的求解过程划分为预处理、问题建模和算法求解三大步骤。接着，对这三大步骤中分别涉及到的技术进行了深入研究和详细阐述。在预处理部分，完成了卫星、传感器等资源的组织与管理；研究并设计了卫星的对地成像覆盖计算方法，并以此实现了基于成像条带的区域目标任务分解，为问题建模提供了数据源。在问题建模部分，建立了多星联合成像任务规划的约束满足问题模型，并对模型的合理性和数学复杂性进行了分析。在算法求解部分

7、，针对所建问题模型设计了统一的解的基本编码，并以此为基础，采用了三种典型的智能优化算法进行求解，给出了具体的实现步骤。最后，通过详细的实例分析，对本文提出的问题模型和设计的求解算法进行了可行性和可靠性分析验证；对三种智能优化算法在求解多星联合成像任务规划问题中的表现进行了分析比较，总结了算法的适应情况，并对文中设计的不同优化目标的规划和多任务成像规划进行了试验验证，证明了规划结果是有效的。关键词：遥感卫星，联合成像，规划，智能优化算法IIABSTRACTSatelliteimagingmissionplanningisakeypartofprogrammab

8、lesatellitedataserviceinre