發(fā)布時間：2024-04-12 23:24

　　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,指向更準等要求。尤其當?shù)孛嫱挥鲎匀粸?zāi)害等緊急情況時,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,同時也由單星對地觀測向多星協(xié)同模式轉(zhuǎn)變。當成像衛(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)的快速機動與穩(wěn)定,依次完成對序列中目標的精準成像。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)計了兩種任務(wù)規(guī)劃方法。首先,針對成像衛(wèi)星的多目標觀測在軌任務(wù)規(guī)劃,提出了基于目標等級的逐級分配算法與逐級擇優(yōu)算法,實現(xiàn)將多個目標按重要等級快速合理分配給各顆成像衛(wèi)星。其次,提出一種基于改進遺傳算法的多目標觀測任務(wù)規(guī)劃算法,可通過增加進化次數(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)進行系統(tǒng)調(diào)度與動作規(guī)劃是衛(wèi)星自主運行的重要內(nèi)容。首個對航天器進行自主閉環(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)星編隊協(xié)同觀測示意圖

地面突發(fā)緊急情況時，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)星如何對多個實時觀測目標進行判斷篩選，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)星編隊飛行并以協(xié)同配合的方式進行對地觀測，不僅擴寬了地....

圖1-4A-Train衛(wèi)星編隊協(xié)同探測示意圖

配合的方式進行對地觀測，不僅擴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，包含“荔枝菊號”與“藍芙蓉號”兩顆衛(wèi)星，通過在軌編隊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，當成像衛(wèi)星具有特殊需求時，例如為了避免太陽帆板對星上儀器的遮擋，或為了避免帆板的抖動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