發(fā)布時間：2017-12-30 03:32

  本文關(guān)鍵詞：遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)效能評估方法研究　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：當(dāng)前,衛(wèi)星遙感正處于手段日益豐富、能力水平快速提升的重要階段,也是其效益發(fā)揮日趨顯著的重要時期。信息化社會及信息化戰(zhàn)爭形態(tài)的深入發(fā)展,對全方位、持續(xù)、實時探測及快速響應(yīng)等能力提出了新的更高要求,需要對遙感衛(wèi)星系統(tǒng)對需求的滿足程度做出科學(xué)評估,為準(zhǔn)確把握發(fā)展方向和重點提供可靠依據(jù)。基于這一應(yīng)用要求,從分析系統(tǒng)效能評估的基礎(chǔ)理論和方法入手,選擇基于ADC模型的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)效能評估方法。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)分析模式和任務(wù)模型,分析歸納了當(dāng)前及今后一個時期衛(wèi)星遙感的基本任務(wù),設(shè)計了面向區(qū)域覆蓋探測、目標(biāo)精細探測和廣域海洋動目標(biāo)探測等典型任務(wù)的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)能力指標(biāo)體系,建立了探測范圍、重復(fù)探測能力、目標(biāo)辨識能力、目標(biāo)定位能力和系統(tǒng)響應(yīng)能力等指標(biāo)的評估分析模型。在此基礎(chǔ)上,針對區(qū)域覆蓋探測任務(wù)、多目標(biāo)獲取等任務(wù),進行了任務(wù)效能建模與仿真分析,驗證了能力指標(biāo)體系和評估模型的正確性,并進一步提出并建立了基于目標(biāo)獲取量和獲取精度綜合評價的光學(xué)衛(wèi)星信息獲取能力指數(shù)模型。(1)建立了一種基于目標(biāo)獲取量和獲取精度綜合評價的光學(xué)衛(wèi)星信息獲取能力指數(shù)模型。在分析運行軌道、成像分辨率、成像幅面、姿態(tài)機動等因素對遙感衛(wèi)星信息獲取能力影響的基礎(chǔ)上,建立了基于系統(tǒng)重訪、目標(biāo)辨識、指向調(diào)節(jié)等時空要素的信息獲取能力指數(shù)評價模型,該模型簡潔直觀,以系統(tǒng)實際承擔(dān)的具體任務(wù)為指引,集成了目標(biāo)獲取數(shù)量和目標(biāo)獲取精度兩個維度信息,能夠充分體現(xiàn)系統(tǒng)的運行邏輯和指標(biāo)間的物理關(guān)聯(lián),評估結(jié)果具備直觀易讀性和可理解性,是具有實際物理意義的評價方法,有效克服了效能評估過程中普遍存在的主觀性、模糊性。(2)提出了一種基于信息要素的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)效能指標(biāo)體系構(gòu)建模式。針對遙感應(yīng)用需求的多樣性和非同構(gòu)性,采用統(tǒng)一的信息要素頂層框架和聚類分析法,實現(xiàn)了遙感任務(wù)的規(guī)范化模型化處理;針對遙感信息的時空頻譜分布,基于信息要素,結(jié)合層次分析法,構(gòu)建了基于典型探測任務(wù)的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)能力框架和指標(biāo)體系,實現(xiàn)統(tǒng)一基準(zhǔn)下系統(tǒng)時空頻譜特性的一致表達,涵蓋信息完整性、準(zhǔn)確性、時效性等要素,并具體描述遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的空間域、時間域、信息域和數(shù)量域行為特性,為開展面向任務(wù)的系統(tǒng)能力評估奠定了基礎(chǔ)。(3)建立了一種覆蓋任務(wù)各環(huán)節(jié)的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)全鏈路效能評估模型。針對遙感衛(wèi)星系統(tǒng)多任務(wù)與多鏈路并行、控制流與信息流交錯等特性,進行系統(tǒng)動態(tài)特性建模,建立了基于時序推進的全鏈路響應(yīng)與信息保障能力評估模型,能夠具體分析任務(wù)發(fā)起時機、任務(wù)響應(yīng)方式、控制指令上行等任務(wù)環(huán)節(jié)和傳感器指向調(diào)節(jié)、信息傳輸帶寬等衛(wèi)星能力參數(shù)對任務(wù)效能的影響,并充分體現(xiàn)系統(tǒng)能源及數(shù)據(jù)等資源競爭、氣候及人為干擾等環(huán)境條件下的系統(tǒng)行為特性,可有效實現(xiàn)從用戶角度出發(fā)的應(yīng)用效能評估。(4)建立了一種基于一重覆蓋資源最大化利用的區(qū)域覆蓋探測任務(wù)評估模型。針對區(qū)域覆蓋探測任務(wù)中影響因素多、計算量大、優(yōu)化難度大的現(xiàn)實,立足網(wǎng)格點覆蓋法,設(shè)計了可視帶寬覆蓋和瞬時帶寬覆蓋迭代進行的覆蓋算法,采用一重可視覆蓋中瞬時覆蓋資源最大化利用的覆蓋策略,實現(xiàn)區(qū)域覆蓋探測任務(wù)的快速準(zhǔn)確評估,優(yōu)化了覆蓋探測效率,并大幅提高了計算效率。同時,基于該算法,還能夠具體分析遙感衛(wèi)星種類、成像質(zhì)量和氣象等環(huán)境條件變化時,覆蓋探測任務(wù)完成情況的變化,算法實用性大大提高。通過上述工作,形成了鏈路較為完整的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)效能評估方法,涵蓋應(yīng)用需求分析、基本任務(wù)聚類、評估指標(biāo)體系構(gòu)建、能力指標(biāo)建模仿真、任務(wù)效能綜合評估等各個環(huán)節(jié),對于實現(xiàn)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)效能評估的規(guī)范化、定量化具有重要支撐作用,可為準(zhǔn)確把握衛(wèi)星遙感領(lǐng)域后續(xù)發(fā)展的方向重點,以及規(guī)劃相關(guān)手段和技術(shù)的發(fā)展提供可靠依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：V443.5;V474.2

【參考文獻】

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本文編號：1353183