(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221075843 3.8 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 王角　刘婉　邵晓巍　付伟　 张德新　鞠潭　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11562 专利代理师 陈月霞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 16/29(2019.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感 任务规划方法 (57)摘要 本发明提供了基于多阶决策机制组合优化 的通用化遥感任务规划方法， 包括： 获取有效载 荷波位角下的载荷观测矢量； 基于所述有效载荷 观测矢量， 获取载荷可视目标点地理坐标； 基于 所述载荷可视目标点地理坐标， 根据卫星的严格 回归轨道周期和任务区域的地理位置信息， 获取 任务区域栅格数据； 基于任务规划约束， 构建多 阶决策机制组合， 将所述任务区域栅格数据输入 所述多阶决策机制组合， 获取遥感任务规划结 果。 通过采用本发明的方法能够获得满足约束条 件且收益最大的卫星遥感长期任务， 可用于区 域、 全球的遥感卫星任务规划， 代替传统人工规 划方法， 且降低了多约束多目标长期规划优化难 度， 拓展了 遥感卫星的应用场景。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115081225 A 2022.09.20 CN 115081225 A 1.基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务 规划方法， 其特 征在于， 包括： 获取有效载荷波位角下的载荷观测矢量； 基于所述有效载荷观测矢量， 获取 载荷可视目标点 地理坐标； 基于所述载荷可视目标点地理坐标， 根据卫星的严格回归轨道周期和任务区域的地理 位置信息， 获取任务区域 栅格数据； 基于任务规划约束， 构建多阶决策组合优化模型， 将所述任务区域栅格数据输入所述 多阶决策组合优化模型， 获取遥感任务 规划结果。 2.根据权利要求1所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 获取 所述有效载荷观测矢量包括: 基于卫星轨道坐标系载荷波束角参数， 通过将卫星轨道坐标系转换至地固坐标系， 建 立载荷波束角指向在地球固连坐标系 下的初始观测向量， 基于所述初始观测向量， 获得所 述有效载荷观测矢量。 3.根据权利要求1所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 获取 所述载荷可视目标点 地理坐标包括： 对所述有 效载荷观测矢量进行坐标旋转变换， 获取在地球 固连坐标系下所述有 效载荷 观测矢量与地球地表的交点坐标， 取离卫星距离最近的所述交点坐标为所述载荷可视目标 点地理坐标。 4.根据权利要求1所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 所述载荷可视目标点 地理坐标的表达式为： 其中， L是地理经度， B是地理纬度， a， b为国际大地测量学与地球物理联合会IUGG1975 确定的地球椭球参数， X、 Y、 Z为在坐标旋转变换前的有效载荷观测矢量与地球地表的交点 坐标。 5.根据权利要求1所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 获取 所述任务区域 栅格数据包括： 基于所述载荷可视目标点地理坐标， 根据卫星的所述严格回归轨道周期， 获取载荷全 球可视目标栅格属性； 基于所述载荷全球可视目标栅格属性， 根据任务区域的地理位置信息， 对给定的任务 区域进行嵌套， 获取 所述任务区域 栅格数据。 6.根据权利要求5所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 获取 所述载荷全球可视目标栅格属性包括： 基于所述载荷可视目标点地理坐标， 根据所述卫星的严格回归轨道周期， 获取给定步 长下的所述载荷可视目标地理位置坐标， 结合全球先验数据和地理位置配置准则， 获取所 述载荷全球可视目标栅格属性。 7.根据权利要求1所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081225 A 2特征在于， 所述多阶决策组合优化模型包括： 卫星收益、 任务的唯一性约束、 任务的观测时 间约束、 卫星的转换约束时间、 卫星的能量约束、 卫星任务的不可间断性约束、 任务之间转 换时间和决策变量。 8.根据权利要求7所述的基于多阶决策机制组合优化的通用化遥感任务规划方法， 其 特征在于， 所述卫星收益的表达式为： 其中， xi为决策变量， 表示该任务是否被观测,pi为任务优先级,di为任务条带的持续时 间， N为任务总数； 所述任务的唯一 性约束的表达式为： 表示任务 最多可以被观测一次； 所述任务的观测时间约束的表达式为： sk≤ek ek‑sk≤tk 其中， sk， ek为Tk时间窗口的起止时间， Tk为第k个任务， k为任务标号， tk为单次成像的最 小时间， 表明任务条 带的成像时间必须 大于最小成像时长； 所述卫星的转换约束时间的表达式为： ek+t0(k,k+1)≤sk+1 其中， t0为卫星波位切换时间； 所述卫星任务的不可间断性约束的表达式为： (ek‑sk)xk＝dk 其中， dk为第k条任务的持续时间， xk为决策变量； 所述卫星的能量约束的表达式为： 其中， βj为单位时间内任务消耗的能量， ejk为任务结束时间， sjk为任务开始时间， ρj为 每次波位切换所消耗的能量， gj， k+1为第k+1个任务条带所需要用到的波位， gj， k为第k个任务 条带所要用到的波位,|gj， k+1‑gj， k|为两个任务所用波位的差； 所述决策变量的表达式为： 所述任务之间转换时间的表达式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081225 A 3