低轨星座传感器资源实时调度方法

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1、第30卷第5期2011年10月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyVoL30No．50ct．2011低轨星座传感器资源实时调度方法。王铁兵，罗少华，昊京，许丹(国防科技大学电子科学与工程学院·长沙·410073)摘要：针对低轨星座传感器资源调度问题，提出了一种基于几何精度衰减因子(GD(JP)和目标位置估计误差椭球的调度方法，该方法综合考虑了目标的静态、动态定位因素，优先选择卫星目标视线垂直于误差椭球长轴的传感器资源对目标进行跟踪。仿真结果表明，与已有的仅考虑GIX)P的调度方法相比，该方法既节省了传感器资源，

2、又提高了目标的跟踪精度。关键词：低轨星座；几何精度衰减因子；误差椭球；传感器调度中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)05—001l—05ANovelReal-TiImSensorSchedulingMethodofLEOComtellationWANGTiebing，LU0Shaohua，WUJing，XUDan(CollegeofElectronicScienceandEngineering·NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073)Abstra

3、ct：AnovelsensorschedulingalgorithmbasedonGeometricDilutionOfPrecision(GDOP)andtheestimationerrorellipsoidsoftargetpositionsisproposedforsensorschedulingofLow-Earth-Orbit(LEO)constellations．Thismethodintegratesbothstaticanddynamiclocationprecisionparametersandselectssensorswhoseli

4、neofsight(LoS)isperpendiculartOthesemi-majoraxisoftheerrorellipsoidtOcarryouttrackingofspaceobjects．Simulationresultsindicatethat，comparedwithtraditionalmethodswhichtakeintoconsiderationonlythestaticprecisionpa—rameterGDOP，thealgorithmnotonlysavessensorresources，butalsoimprovesta

5、rgettrackingaccuracy．Keywords：LowEarthOrbit(LEO)Constellation；GeometricDilutionofPrecision(GDoP)；ErrorEllipsoid；Sen—sorSchedulingO引言低轨红外预警星座(如美国的SBIRS-LOW、STSS等)能有效弥补天基高轨星座和地面预警系统对导弹目标的观测缝隙[1j，从而实现对目标的全程、持续跟踪。然而，由于低轨星座空间广域均匀分布，相对目标高速运动，传感器资源有限等原因，通常单颗卫星难以完成对目标的全程跟踪，需要利用多卫星接力观测才能完

6、成跟踪任务，该过程就需要利用传感器调度算法将有限的传感器资源分配给待跟踪的目标。传感器调度，亦称传感器管理或传感器分配，就是依据一定的准则，将未来一段时间内可用的传感器资源分配给需要进行跟踪的目标的过程。其最基本的目的[z吣]就是在合适的时候选择合适的传感器对合适的目标做合适的服务。该问题的本质是一个带约束的非线性最优化问题，通常解决方法是选取适当的优化参数，建立目标函数，然后采用合适的算法进行求解。目前，国内外对该问题的研究已取得一些成果。文献1-43采用六元组的方法对该问题进行了描述；文献[1，5—6]侧重于从优化算法设计上对该问题中的函数极值求解方

7、法进行分析。从现有技术文献【2’7]可知，调度算法多以几何精度衰减因子(GDOP)或其简化形式作为主要优化参数。从概念上分析，GDOP是描述传感器组对空间某点定位精度的参数，是静态的，不包含已有的目标先验估计信息，如果将静态的定位参数与目标估计信息联合起来作为优化参数，建立优化模型，理论上应该会达到更优的效果。文献[8—103提出了通过控制目标估计误差协方差矩阵进行传感器调度的方法，该方-收稿日期：2011一05—03；修回日期；2011—06—20第一作者简介：王铁兵(1986一)．男．硕士研究生．研党方向为空间信毫荻取与处理、综合电子战技术等iDma

8、illwangtiebingll7@sin&corn12飞行器测控学报第30卷法