隨著航天技術(shù)的高速發(fā)展,用戶對成像衛(wèi)星提出了響應(yīng)更快,觀測更廣,指向更準(zhǔn)等要求。尤其當(dāng)?shù)孛嫱挥鲎匀粸?zāi)害等緊急情況時(shí),往往需要成像衛(wèi)星快速響應(yīng)地面觀測需求,以協(xié)同配合,精準(zhǔn)指向的方式,高效完成觀測任務(wù),為地面人員提供信息馳援。在上述需求驅(qū)動(dòng)下,衛(wèi)星的成像任務(wù)規(guī)劃正在從傳統(tǒng)的地面提前解算成像指令再上傳給衛(wèi)星向在軌衛(wèi)星的自主任務(wù)規(guī)劃模式轉(zhuǎn)變,同時(shí)也由單星對地觀測向多星協(xié)同模式轉(zhuǎn)變。當(dāng)成像衛(wèi)星接收到來自規(guī)劃星或自身任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的對地觀測序列后,需要按照觀測序列,通過姿態(tài)的快速機(jī)動(dòng)與穩(wěn)定,依次完成對序列中目標(biāo)的精準(zhǔn)成像。本學(xué)位論文針對快速響應(yīng)成像衛(wèi)星的在軌任務(wù)規(guī)劃與姿態(tài)控制問題展開研究,主要內(nèi)容包括:針對成像衛(wèi)星在快速響應(yīng)需求下的對地多目標(biāo)觀測問題,建立了衛(wèi)星對地觀測任務(wù)規(guī)劃模型,并設(shè)計(jì)了兩種任務(wù)規(guī)劃方法。首先,針對成像衛(wèi)星的多目標(biāo)觀測在軌任務(wù)規(guī)劃,提出了基于目標(biāo)等級的逐級分配算法與逐級擇優(yōu)算法,實(shí)現(xiàn)將多個(gè)目標(biāo)按重要等級快速合理分配給各顆成像衛(wèi)星。其次,提出一種基于改進(jìn)遺傳算法的多目標(biāo)觀測任務(wù)規(guī)劃算法,可通過增加進(jìn)化次數(shù),得到比第一種在軌任務(wù)規(guī)劃算法成像收益更高的規(guī)劃解。通過仿真算例比較發(fā)現(xiàn),第...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2深空一號及其星載

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文1.2.2.1單顆衛(wèi)星自主任務(wù)規(guī)劃不依賴于地面控制系統(tǒng)，而是由在軌衛(wèi)星針對特定的任務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)度與動(dòng)作規(guī)劃是衛(wèi)星自主運(yùn)行的重要內(nèi)容。首個(gè)對航天器進(jìn)行自主閉環(huán)控制的系統(tǒng)是美國航空航天局（NASA）應(yīng)用于深空一號探測器DeepSpace-1上的星載規(guī)劃與....

圖1-3矢車菊衛(wèi)星編隊(duì)協(xié)同觀測示意圖

地面突發(fā)緊急情況時(shí)，往往需要在軌衛(wèi)星更快速、高效地完成對地觀測任務(wù)�，F(xiàn)存的算法中，針對緊急觀測需求下，衛(wèi)星如何對多個(gè)實(shí)時(shí)觀測目標(biāo)進(jìn)行判斷篩選，迅速生成高收益的對地觀測序列的研究尚少。1.2.2.2多星協(xié)同自主任務(wù)規(guī)劃多顆成像衛(wèi)星編隊(duì)飛行并以協(xié)同配合的方式進(jìn)行對地觀測，不僅擴(kuò)寬了地....

圖1-4A-Train衛(wèi)星編隊(duì)協(xié)同探測示意圖

配合的方式進(jìn)行對地觀測，不僅擴(kuò)寬了地面的被觀測范圍，而且增多了成像類型，提高了在軌衛(wèi)星的工作效率。例如，隸屬于德國宇航中心，命名為“矢車菊”的SAR衛(wèi)星編隊(duì)，包含“荔枝菊號”與“藍(lán)芙蓉號”兩顆衛(wèi)星，通過在軌編隊(duì)飛行共同完成對地觀測任務(wù)，其工作示意圖如圖1-3所示。以及由美國宇航局....

圖1-6攜帶對稱帆板的成像衛(wèi)星示例

第1章緒論例如我國的高分一號衛(wèi)星[72]，歐空局哨兵-4衛(wèi)星[73]，美國Worldview-3衛(wèi)星[74]等（如圖1-6所示）。另外，當(dāng)成像衛(wèi)星具有特殊需求時(shí)，例如為了避免太陽帆板對星上儀器的遮擋，或?yàn)榱吮苊夥宓亩秳?dòng)與高溫影響星上精密成像儀器的正常工作等因素，成像衛(wèi)星可能攜帶....

本文編號：3952131