基于卫星数字并行系统的星座成像调度方法

作者：余快; 张鹏^*; 陈斌; 葛萌

来源：空间控制技术与应用, 2023, 49(02): 68-75.

DOI：10.3969/j.issn.1674-1579.2023.02.008

• 成像调度
• 卫星星座
• 数字并行系统
• 数字孪生卫星

遥感卫星星座成像调度是指通过调度和分配可用的卫星观测资源，对多个地面目标点进行成像.为了使成像调度方案满足任务需求并具有最优任务效能，通常将星座成像调度问题描述为含有多种约束的优化问题.本文提出一种卫星数字并行系统，模拟在轨卫星星座运行及控制过程.在系统中建立模拟GNC分系统、数管分系统、测控分系统功能的数字孪生卫星，接收并执行真实卫星控制指令，并以遥测数据的形式反映卫星姿态和轨道控制过程.考虑卫星多目标成像中的能量、时间窗口、光照及气象条件约束，以目标点重访时间为优化指标，将星座成像调度问题建模为一类带有约束的优化问题.通过卫星数字并行系统的加速仿真得到多目标成像序列的可行解集，并通过求解优化问题，得到多目标点重访频率最高的星座成像调度方案.仿真结果表明，本文提出的方法解决了星座成像调度中的目标分配问题，采用的数字孪生卫星模型能够真实模拟卫星姿轨控过程，从而保证该方法在星座成像任务中更具可行性和时效性.

• 出版日期2023
• 单位中国空间技术研究院; 北京控制工程研究所