馮志強(qiáng) 何 濤 朱永生 胡海鷹 鄭珍珍

上海微小衛(wèi)星工程中心，上海 201203

0 引言

空間遙感致力于提供實(shí)時(shí)的全空域全譜態(tài)勢(shì)感知，為空間部署和攻防對(duì)抗提供必要的信息支援，在國(guó)家空間控制和空間作戰(zhàn)能力體系中具有基礎(chǔ)性作用[1]。與地基觀測(cè)相比，天基觀測(cè)不受地球大氣和固定布站的限制，可在目標(biāo)特征獲取和觀測(cè)覆蓋性等方面發(fā)揮較大優(yōu)勢(shì)。空間遙感衛(wèi)星一般是對(duì)太空環(huán)境中的人造航天器進(jìn)行監(jiān)視[2]，其探測(cè)手段是采用可見(jiàn)光相機(jī)等載荷進(jìn)行長(zhǎng)距離探測(cè)，且具備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)的能力[3]，可獲取目標(biāo)的幾何特征、無(wú)線電特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)測(cè)定軌[4-6]。

衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)是以衛(wèi)星應(yīng)用需求為牽引，以發(fā)揮系統(tǒng)應(yīng)用效益為中心，以智能化運(yùn)行管理和體系完備性建設(shè)為重點(diǎn)，創(chuàng)新協(xié)同應(yīng)用模式，構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理、功能完備、運(yùn)行高效、服務(wù)可靠的地面應(yīng)用系統(tǒng)，提升系統(tǒng)運(yùn)行管理和應(yīng)用服務(wù)能力[7]。衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃是地面應(yīng)用系統(tǒng)中的基礎(chǔ)，隨著空間技術(shù)不斷發(fā)展，在資源與約束不變的前提下，隨著衛(wèi)星數(shù)量的不斷增加、載荷升級(jí)帶來(lái)的新的約束與更高的應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)致有效信息獲取率不高、系統(tǒng)整體資源利用率下降、應(yīng)急任務(wù)規(guī)劃工作更復(fù)雜等新的矛盾[8], 為更好地適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境并滿足不同用戶的需求，需要設(shè)計(jì)自主衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，基于對(duì)衛(wèi)星需求分析，整理衛(wèi)星應(yīng)用場(chǎng)景、主要模塊和關(guān)鍵技術(shù)，解決實(shí)際衛(wèi)星應(yīng)用中遇到的問(wèn)題[9]。

目前國(guó)內(nèi)外也有許多關(guān)于衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃策略和算法的相關(guān)研究，如文獻(xiàn)[10]為EO-1設(shè)計(jì)的星載任務(wù)規(guī)劃軟件CASPER，可以根據(jù)實(shí)際情況改變規(guī)劃目標(biāo)，并根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)調(diào)整任務(wù)規(guī)劃方案[11]，但針對(duì)特定衛(wèi)星任務(wù)，不具有普適性。文獻(xiàn)[12]立足于對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃技術(shù)的工程應(yīng)用，闡述和分析了應(yīng)急衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃、多系統(tǒng)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃等規(guī)劃技術(shù),文獻(xiàn)[13-14]分析對(duì)地遙感任務(wù)中對(duì)目標(biāo)區(qū)域覆蓋模型及優(yōu)化算法，提高測(cè)繪效能，均只適用于對(duì)地遙感任務(wù)。文獻(xiàn)[15]提出了一種面向在軌實(shí)時(shí)引導(dǎo)成像的多星自主任務(wù)規(guī)劃方法，實(shí)現(xiàn)將多目標(biāo)向多星系統(tǒng)的分配，增加臨機(jī)調(diào)整策略后，可實(shí)時(shí)通過(guò)用高收益目標(biāo)替代低收益目標(biāo)的方式提高整個(gè)規(guī)劃方案的成像收益。文獻(xiàn)[16]針對(duì)航天器交會(huì)任務(wù)給出了一種交會(huì)任務(wù)中特征點(diǎn)和Lambert多脈沖聯(lián)合的控制方法。

以上研究是針對(duì)衛(wèi)星特定應(yīng)用，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)規(guī)劃策略及優(yōu)化算法提高性能，未涉及太空目標(biāo)監(jiān)視衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文以某遙感衛(wèi)星為例，討論了衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)不是基于常規(guī)STK和MATLAB的可見(jiàn)性分析平臺(tái)[17]，滿足國(guó)產(chǎn)化要求，自動(dòng)分析衛(wèi)星對(duì)太空目標(biāo)監(jiān)視的任務(wù)機(jī)會(huì)、計(jì)算任務(wù)參數(shù)、完成多任務(wù)沖突消解及任務(wù)編排，為衛(wèi)星在軌應(yīng)用提供保障。具有時(shí)效性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)功能

空間遙感衛(wèi)星需求規(guī)劃系統(tǒng)是保障衛(wèi)星用戶業(yè)務(wù)常態(tài)化、自動(dòng)化運(yùn)行的核心組成部分。主要功能包括觀測(cè)任務(wù)需求分析、在軌維護(hù)需求分析、需求計(jì)劃管理。

觀測(cè)任務(wù)需求分析：接收解析觀測(cè)任務(wù)需求，分析計(jì)算對(duì)太空目標(biāo)監(jiān)視的任務(wù)機(jī)會(huì)，任務(wù)參數(shù)、輸出可見(jiàn)目標(biāo)詳情。

在軌維護(hù)任務(wù)需求分析：接收解析衛(wèi)星在軌維護(hù)任務(wù)需求，分析計(jì)算在軌任務(wù)機(jī)會(huì)，任務(wù)參數(shù)。

需求計(jì)劃管理：主要功能包括管理衛(wèi)星資源及約束條件、衛(wèi)星及目標(biāo)軌道信息，任務(wù)需求制定及動(dòng)態(tài)監(jiān)控，多星多任務(wù)計(jì)劃優(yōu)化與評(píng)價(jià)，需求規(guī)劃狀態(tài)跟蹤與執(zhí)行情況評(píng)估，需求訂單生成與發(fā)控。

2 系統(tǒng)組成

遙感衛(wèi)星需求規(guī)劃系統(tǒng)主要由觀測(cè)需求分析軟件、在軌維護(hù)分析軟件、計(jì)劃管理軟件3部分組成，如圖1所示。

圖1 需求規(guī)劃系統(tǒng)組成框圖

圖1中，計(jì)劃管理軟件提供用戶操作的人機(jī)交互界面，可以進(jìn)行衛(wèi)星資源及約束編輯、衛(wèi)星及目標(biāo)軌道信息更新，軟件自動(dòng)或人工制定觀測(cè)任務(wù)需求和在軌維護(hù)需求分別發(fā)送給觀測(cè)需求分析軟件和在軌維護(hù)分析軟件進(jìn)行機(jī)會(huì)分析，任務(wù)機(jī)會(huì)分析結(jié)果返回給需求計(jì)劃軟件進(jìn)行匯總，軟件完成目標(biāo)優(yōu)選、多任務(wù)沖突消解編排，生成任務(wù)需求訂單并發(fā)送地面運(yùn)控系統(tǒng)，最終生成任務(wù)指令并上注衛(wèi)星。

2.1 觀測(cè)需求分析軟件

任務(wù)需求分析軟件是基于Code Blocks環(huán)境和C++編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一套獨(dú)立運(yùn)行的進(jìn)程軟件，可運(yùn)行在麒麟版本國(guó)產(chǎn)化操作系統(tǒng)上。主要由任務(wù)機(jī)會(huì)分析部件、軌道預(yù)報(bào)與約束計(jì)算服務(wù)部件、需求訂單生成部件組成，如圖2所示。其中任務(wù)機(jī)會(huì)分析部件對(duì)觀測(cè)任務(wù)需求的解析，根據(jù)任務(wù)需求采用不同載荷任務(wù)可見(jiàn)性計(jì)算方進(jìn)行分析處理，完成調(diào)用軌道預(yù)報(bào)與約束計(jì)算服務(wù)部件，與需求訂單生成部件的數(shù)據(jù)交互。軌道預(yù)報(bào)與約束計(jì)算服務(wù)部件能完成對(duì)衛(wèi)星或目標(biāo)高精度的軌道外推[18]、包括計(jì)算太陽(yáng)、月亮位置、衛(wèi)星過(guò)SAA區(qū)時(shí)間、地氣光影響等。需求訂單生成部件根據(jù)需求分析部件計(jì)算的可見(jiàn)性分析結(jié)果，包括任務(wù)時(shí)間、目標(biāo)信息、任務(wù)期間相對(duì)距離、相對(duì)角度、相對(duì)角速度、太陽(yáng)光照角、月光角等信息，按照定義的數(shù)據(jù)庫(kù)表格式入庫(kù)。

圖2 觀測(cè)需求分析軟件組成框圖

其中觀測(cè)任務(wù)分析部件監(jiān)控并讀取觀測(cè)任務(wù)需求，解析衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、太空目標(biāo)軌道數(shù)據(jù)。衛(wèi)星及目標(biāo)軌道數(shù)據(jù)送入軌道預(yù)報(bào)與約束計(jì)算部件計(jì)算得到衛(wèi)星、目標(biāo)、太陽(yáng)、月亮等空間相對(duì)位置及約束條件，依據(jù)任務(wù)可見(jiàn)性分析方法進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算、觀測(cè)預(yù)報(bào)[19-20]，得到相機(jī)觀測(cè)任務(wù)、其它無(wú)線電偵收載荷任務(wù)的可執(zhí)行任務(wù)時(shí)間、目標(biāo)信息、任務(wù)詳情。規(guī)劃算法考慮約束及計(jì)算方法簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：

(1)SAA區(qū)判斷：通過(guò)射線法判斷衛(wèi)星過(guò)SAA 時(shí)間，以衛(wèi)星星下點(diǎn)為原點(diǎn)，引出射線切過(guò)的邊數(shù)量為奇數(shù)，則過(guò)SAA區(qū)。

(2)目標(biāo)可見(jiàn)性：根據(jù)衛(wèi)星軌道，建立基于衛(wèi)星的準(zhǔn)慣性坐標(biāo)系，計(jì)算J2000坐標(biāo)系至衛(wèi)星本體系的轉(zhuǎn)換矩陣M。通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算目標(biāo)相對(duì)衛(wèi)星的方位、俯仰角大小，計(jì)算滿足任務(wù)約束的弧段。

圖3 目標(biāo)可見(jiàn)性計(jì)算示意圖

(3)月光角計(jì)算：根據(jù)月亮星歷計(jì)算相機(jī)視軸與對(duì)月矢量夾角，約束月光角>10°的弧段。

(4)光照角計(jì)算：根據(jù)太陽(yáng)星歷計(jì)算目標(biāo)到太陽(yáng)與目標(biāo)到衛(wèi)星矢量夾角，約束夾角<90°的弧段。

(5)地心夾角計(jì)算：計(jì)算相機(jī)視軸到地心矢量夾角，約束夾角>74.9°(衛(wèi)星高度相關(guān))的弧段。

(6)地影約束計(jì)算：根據(jù)太陽(yáng)星歷計(jì)算目標(biāo)到太陽(yáng)與目標(biāo)到地心矢量夾角，約束夾角>70°(目標(biāo)高度相關(guān))的弧段。

2.2 在軌維護(hù)分析軟件

在軌維護(hù)分析軟件是基于VS2015環(huán)境和C++編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的一套獨(dú)立運(yùn)行的進(jìn)程軟件，可運(yùn)行在麒麟版本國(guó)產(chǎn)化操作系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)相機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)等載荷的在軌維護(hù)任務(wù)。軟件主要由調(diào)度單元、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合處理單元組成，如圖4所示。

圖4 維護(hù)需求分析軟件組成框圖

維護(hù)需求生成有自動(dòng)觸發(fā)和人工觸發(fā)2種方式，自動(dòng)觸發(fā)模式下采用定時(shí)及監(jiān)測(cè)遙測(cè)數(shù)據(jù)方式，條件滿足則觸發(fā)生成維護(hù)需求。軟件接收并讀取維護(hù)任務(wù)需求，分析計(jì)算得到維護(hù)任務(wù)的類型及參數(shù)，調(diào)度維護(hù)任務(wù)內(nèi)部處理軟件，并將狀態(tài)參數(shù)傳入處理軟件，同時(shí)從維護(hù)任務(wù)載荷狀態(tài)設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取對(duì)應(yīng)任務(wù)狀態(tài)下的載荷任務(wù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最終將維護(hù)任務(wù)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化入庫(kù)。在軌維護(hù)任務(wù)主要模式及其計(jì)算方法說(shuō)明如下：

(1)相機(jī)輻射標(biāo)校：通過(guò)對(duì)恒星成像標(biāo)定相機(jī)參數(shù)，根據(jù)恒星星歷，計(jì)算其相對(duì)衛(wèi)星的方位，根據(jù)衛(wèi)星姿態(tài)約束，轉(zhuǎn)臺(tái)范圍約束計(jì)算可執(zhí)行相機(jī)維護(hù)任務(wù)的弧段，并給出任務(wù)所需姿態(tài)、轉(zhuǎn)臺(tái)等參數(shù)，需要考慮SAA區(qū)、月光角、太陽(yáng)角、地氣光等約束。

(2)相機(jī)煺火：空間環(huán)境效應(yīng)噪聲增大導(dǎo)致載荷探測(cè)能力下降至超出任務(wù)指標(biāo)要求時(shí)，調(diào)整探測(cè)器制冷深度，降低探測(cè)器本底噪聲，恢復(fù)探測(cè)載荷性能，通過(guò)調(diào)用指令模板方式安排空閑弧段執(zhí)行。

(3)轉(zhuǎn)臺(tái)自檢：完成對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍、最大跟蹤速度、加速度、跟蹤精度的自檢，通過(guò)調(diào)用指令模板方式安排空閑弧段執(zhí)行。

2.3 需求計(jì)劃管理軟件

需求計(jì)劃管理軟件配置項(xiàng)為滿足國(guó)產(chǎn)化，跨平臺(tái)要求，采用BS架構(gòu)[21]。由計(jì)劃管理服務(wù)端、計(jì)劃管理客戶端、消息隊(duì)列服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成。服務(wù)器端的軟件環(huán)境為銀河麒麟服務(wù)器操作系統(tǒng)、神通數(shù)據(jù)庫(kù)V7.0與JRE1.8以上版本，作為后臺(tái)計(jì)算軟件，實(shí)現(xiàn)任務(wù)需求管理、多任務(wù)籌劃等功能，同時(shí)采用Rabbit MQ消息隊(duì)列機(jī)制與外部接口通信，所以還包含消息隊(duì)列服務(wù)器。軟件部署包括軟件制品qfive.jar?？蛻舳说能浖h(huán)境為麒麟服務(wù)器操作系統(tǒng)桌面版，同時(shí)需要安裝Google Chome瀏覽器，提供基于Web開(kāi)發(fā)的人機(jī)交互界面，為用戶提供需求制定、衛(wèi)星資源、目標(biāo)資源管理、綜合狀態(tài)監(jiān)控等功能。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)了衛(wèi)星約束、衛(wèi)星及目標(biāo)軌道、任務(wù)需求及需求規(guī)劃運(yùn)行過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)。各軟件模塊部署情況如圖5所示。

圖5 計(jì)劃管理軟件部署圖

3 系統(tǒng)接口

遙感衛(wèi)星監(jiān)視需求規(guī)劃系統(tǒng)接口統(tǒng)計(jì)情況如下表所示，通信方式有文件傳輸、共享數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、服務(wù)調(diào)用、共享存儲(chǔ)空間訪問(wèn)等方式。

3.1 衛(wèi)星軌道根數(shù)

衛(wèi)星軌道根數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中主要以六根數(shù)格式存儲(chǔ)，可由人工或軟件自動(dòng)進(jìn)行更新。包括歷元時(shí)刻(北京時(shí))、a(半長(zhǎng)軸)、e(偏心率)、I(軌道傾角)、w(近地點(diǎn)傾角)、o(升交點(diǎn)赤經(jīng))、m(平近點(diǎn)角)、大氣攝動(dòng)系數(shù)和光壓系數(shù)。

表1 需求規(guī)劃系統(tǒng)接口統(tǒng)計(jì)

3.2 目標(biāo)軌道根數(shù)

目標(biāo)軌道根數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中主要以兩行根數(shù)形式存儲(chǔ)[22]，可由人工或軟件自動(dòng)進(jìn)行更新。首行存儲(chǔ)了衛(wèi)星編號(hào)、衛(wèi)星類別、衛(wèi)星發(fā)射年份、TLE歷時(shí)、平均運(yùn)動(dòng)的一階時(shí)間導(dǎo)數(shù)、平均運(yùn)動(dòng)的二階時(shí)間導(dǎo)數(shù)等，第二行存儲(chǔ)了衛(wèi)星編號(hào)、軌道傾角、升交點(diǎn)赤經(jīng)、軌道偏心率、近地點(diǎn)幅角、平近點(diǎn)角、每天繞地球圈數(shù)等。每行共69個(gè)字符。

3.3 衛(wèi)星資源信息

數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了衛(wèi)星資源及載荷能力，作為可見(jiàn)性分析的輸入條件?？捎扇斯せ蜍浖詣?dòng)進(jìn)行更新，包括衛(wèi)星代號(hào)、衛(wèi)星名稱、衛(wèi)星載荷、視場(chǎng)大小、最大觀測(cè)距離、姿態(tài)角度最大機(jī)動(dòng)范圍、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)動(dòng)角范圍、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)動(dòng)角速度范圍等。

3.4 目標(biāo)編號(hào)及特征信息

目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了目標(biāo)特征信息，支持添加、刪除、更新等操作，信息條目包括目標(biāo)代號(hào)、名稱、所屬國(guó)家、類型、尺寸、亮度、無(wú)線電頻段等。

3.5 任務(wù)要求

任務(wù)要求文件為XML格式，由軟件需求制定界面操作生成，包含了任務(wù)分析開(kāi)始時(shí)間、任務(wù)分析結(jié)束時(shí)間、觀測(cè)類型、觀測(cè)頻次、優(yōu)先級(jí)、觀測(cè)目標(biāo)編號(hào)及名稱、目標(biāo)類型、衛(wèi)星標(biāo)識(shí)、傳感器標(biāo)識(shí)、傳感器工作模式等數(shù)據(jù)內(nèi)容，作為觀測(cè)需求分析和維護(hù)需求分析的輸入。

3.6 載荷評(píng)估數(shù)據(jù)

載荷評(píng)估數(shù)據(jù)主要是以對(duì)衛(wèi)星遙測(cè)進(jìn)行解析處理得到的衛(wèi)星載荷性能的評(píng)估結(jié)果，作為是否需要開(kāi)展載荷在軌維護(hù)的重要指標(biāo)，包括相機(jī)本底噪聲評(píng)估結(jié)果、轉(zhuǎn)臺(tái)性能等。

3.7 任務(wù)要求通知

任務(wù)要求通知采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸，當(dāng)軟件需求制定界面操作生成任務(wù)要求時(shí)，發(fā)送一條任務(wù)要求通知給觀測(cè)需求分析軟件或維護(hù)需求分析軟件進(jìn)行分析。包含了任務(wù)要求編號(hào)、任務(wù)類型、優(yōu)先級(jí)、任務(wù)狀態(tài)等數(shù)據(jù)內(nèi)容。

3.8 任務(wù)要求響應(yīng)

任務(wù)要求響應(yīng)通知采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸，當(dāng)觀測(cè)需求分析軟件或維護(hù)需求分析軟件在接收任務(wù)要求并開(kāi)始分析時(shí)，更新任務(wù)狀態(tài)為“正在分析”，并返回任務(wù)要求響應(yīng)。當(dāng)觀測(cè)需求分析軟件或維護(hù)需求分析軟件完成對(duì)任務(wù)要求分析時(shí)，更新任務(wù)狀態(tài)為“已完成”，并返回任務(wù)要求響應(yīng)。

3.9 任務(wù)規(guī)劃結(jié)果

任務(wù)規(guī)劃結(jié)果文件為XML格式，作為衛(wèi)星運(yùn)控系統(tǒng)生成衛(wèi)星指令的依據(jù)文件，包含了需要生成衛(wèi)星指令的所有參數(shù)信息，包括衛(wèi)星標(biāo)識(shí)、傳感器標(biāo)識(shí)、傳感器工作模式、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間、任務(wù)參數(shù)等數(shù)據(jù)內(nèi)容。

3.10 界面設(shè)計(jì)

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)需求規(guī)劃系統(tǒng)計(jì)劃管理軟件為用戶提供一個(gè)基于Web開(kāi)發(fā)的圖形用戶界面，方便用戶管理衛(wèi)星資源及約束信息、目標(biāo)庫(kù)信息、需求制定、需求狀態(tài)跟蹤等，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星任務(wù)需求規(guī)劃，其中需求制定界面設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6 需求規(guī)劃系統(tǒng)需求制定界面

分析圖6所示的界面和其他需求規(guī)劃系統(tǒng)界面，將需求規(guī)劃系統(tǒng)所有子頁(yè)面的控件和元素內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示。

表2 需求規(guī)劃系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

4 規(guī)劃效能分析

需求規(guī)劃系統(tǒng)軟件在收到每日更新的衛(wèi)星及目標(biāo)軌道后，自動(dòng)觸發(fā)生成需求，進(jìn)行觀測(cè)機(jī)會(huì)分析，并對(duì)未來(lái)一天的衛(wèi)星任務(wù)開(kāi)展籌劃，最終生成規(guī)劃方案并發(fā)送給運(yùn)控系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)人工仿真規(guī)劃任務(wù)的方式，規(guī)劃效率大幅提高。

任務(wù)規(guī)劃軟件采用多線程，目標(biāo)快速篩選等優(yōu)化算法，同時(shí)在多終端上進(jìn)行部署以支持多星并行規(guī)劃。為測(cè)試需求規(guī)劃軟件的規(guī)劃性能，同時(shí)對(duì)3顆監(jiān)視衛(wèi)星進(jìn)行分析，分別測(cè)試日常和應(yīng)急情況下，規(guī)劃未來(lái)1天、3天、7天任務(wù)所需時(shí)間，如表3所示。

表3 規(guī)劃時(shí)間性能測(cè)試結(jié)果

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，針對(duì)目標(biāo)個(gè)數(shù)為2000的日常任務(wù)，規(guī)劃未來(lái)7天任務(wù)，總規(guī)劃時(shí)間不超過(guò)30分鐘，應(yīng)急情況下，針對(duì)重點(diǎn)目標(biāo)(一般不超過(guò)10個(gè))進(jìn)行7天機(jī)會(huì)分析的時(shí)間為2分21秒，任務(wù)編排時(shí)間為30s,總規(guī)劃時(shí)間不超過(guò)3分鐘，具有較高的時(shí)效性。

5 結(jié)論

目前該需求規(guī)劃系統(tǒng)正成功應(yīng)用于某遙感衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)中，軟件常態(tài)化運(yùn)行。根據(jù)最新的衛(wèi)星及目標(biāo)軌道信息，自動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)機(jī)會(huì)計(jì)算。根據(jù)衛(wèi)星載荷工作狀態(tài)，自動(dòng)分析判斷是否進(jìn)行維護(hù)任務(wù)機(jī)會(huì)分析。最終經(jīng)過(guò)多星多任務(wù)籌劃、人工確認(rèn)任務(wù)編排結(jié)果，生成規(guī)劃方案并發(fā)送運(yùn)控系統(tǒng)，生成衛(wèi)星指令并上注衛(wèi)星。在衛(wèi)星長(zhǎng)達(dá)1年的在軌試驗(yàn)過(guò)程中，規(guī)劃軟件一直發(fā)揮著重要作用。經(jīng)過(guò)分析，軟件運(yùn)行穩(wěn)定，可靠，時(shí)效性好，為衛(wèi)星在軌任務(wù)的正常運(yùn)行提供了重要保障。

該需求規(guī)劃系統(tǒng)不依賴于STK和MATLAB，通過(guò)將軌道預(yù)報(bào)、可見(jiàn)性計(jì)算等算法進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化軟件實(shí)現(xiàn)，替代STK仿真和MATLAB數(shù)據(jù)運(yùn)算功能。運(yùn)行環(huán)境是國(guó)產(chǎn)化麒麟操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是國(guó)產(chǎn)化神通數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足軟件國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)要求。