一种遥感卫星压缩任务时间分配方法与流程

本发明属于卫星任务规划领域，涉及一种遥感卫星压缩任务时间分配方法。

背景技术：

1、任务规划系统是成像卫星运管平台的重要组成部分，在成像卫星地面业务应用系统中处于神经中枢的位置，其作用主要是解决成像卫星任务管理过程中的资源争用和任务冲突问题，优化卫星的使用效益。成像卫星在任务规划过程中存在一些约束条件，其中卫星能源和存储容量是两项基本约束条件。由于数传资源愈发增加，卫星成像能力得到释放，卫星的能源与存储约束愈发突出。因此在规划过程中需要解决能源不足及存储空间不足的问题。

2、卫星在阳照区与阴影区交替运行，卫星处于阳照区时进行充电以补充能源。卫星运行过程中时刻消耗能源，其中相对在轨待机消耗的能源，成像任务，压缩任务及数传任务过程能耗更高。由于成像任务与数传任务时间固定，压缩任务的时间选择成为解决卫星能源不足问题的关键。

3、卫星产生的数据包括成像任务产生的原始数据及压缩任务产生的压缩数据。其中，原始数据量数倍于压缩数据量。数传时下传压缩数据。当日常产生的数据量超出星载存储器容量时，如何进行数据的处理是解决存储空间不足问题的关键。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，解决了卫星运行过程中时刻消耗能源，和卫星存储空间不足的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，该方法包括如下步骤：

4、步骤一：获取未来一周内的阳照区间和阴影区间，按照时间先后顺序排列；

5、步骤二：在设定好的成像任务集合i和数传窗口集合w中，选择成像任务和数传任务与步骤一所述的阳照区间和阴影区间对应，将对应的所述阳照区间和阴影区间形成阳照区间集合s与阴影区间集合p；

6、步骤三：依次循环阳照区间集合s中每一个阳照区间，为区间内的成像集合is分配压缩时间及删除原始文件时间，得到压缩时间集合c及删除时间集合d；

7、步骤四：判断阳照区集合s内的所有阳照区间是否循环完毕；如果是，执行步骤五；如果否，返回步骤三；

8、步骤五：判断未分配成像任务集合n是否为空；如果是，输出分配结果，结束分配；如果否，执行步骤六；

9、步骤六：将未分配成像任务集合n内的成像任务按成像时间由早到晚排序，为成像任务分配压缩时间及删除原始文件时间。

10、优选的，所述步骤二中根据成像任务集合i中最早成像开始时间及数传窗口集合w中最晚数传开始时间选择处于区间的阳照区间集合及阴影区间集合为可用阳照区间集合s及可用阴影区间集合p。

11、优选的，所述步骤三还包括如下步骤：

12、步骤a：根据当前的一个阳照区间内所有成像is＝{i1，i2，...，ik}计算其对应的压缩持续时长为tc，成像数量为k、成像时长为δti，i∈(1，k)、压缩时间比常数为g、任务间隔时长为t；计算公式为：

13、

14、步骤b：最后一个成像任务结束时间为阳照区间结束时间为压缩开始时间压缩结束时间为

15、

16、

17、步骤c：当时，执行步骤d；当时，执行步骤e；

18、步骤d：当阳照区间可以覆盖压缩时长时，将成像任务按成像时长从小到大排序；压缩开始时间为删除原始文件开始时间为压缩结束与删除开始间隔时长为d，计算公式为：

19、

20、

21、

22、将每一个成像任务的压缩开始时间添加到集合c，将删除时间添加到集合d，更新集合s中当前阳照区间开始时间为

23、步骤e：当可用阳照区间不能覆盖压缩时长时，需缩减时长为：

24、

25、设需缩减成像任务数量为x，满足条件最小缩减成像时长为：

26、

27、成像任务集合is″＝{i1，i2，...，ik-x},压缩数据比为小于1的常数为c，卫星每秒写入数据量常数为w，使用的存储空间u计算公式为：

28、

29、为了达到最大限度释放存储空间，在成像任务集合is中选择满足任务时长相加大于且任务时长最小的x个元素的非空子集is′。

30、is″＝is-is′

31、将is″中成像任务按成像时长从小到大排序；压缩开始时间为删除原始文件开始时间为压缩结束与删除开始间隔时长为d，删除时长d′，计算公式为：

32、

33、

34、

35、将每一个成像任务的压缩开始时间添加到集合c，将删除时间添加到集合d，更新集合s中当前阳照区间开始时间为将is′中成像任务添加到集合n。

36、优选的，所述步骤六包括如下步骤：

37、步骤a：取集合n中第一个成像任务，根据成像开始时间及数传开始时间在集合s，p中选择处于区间的区间作为可用的阳照区间s′和可用阴影区间集合p′，集合s′中所有m个可用阳照区间的时长集合ts′＝{t1，t2，...，tm}；集合p′中所有l个可用阳照区间的时长集合tp′＝{t1，t2，...，tl}；

38、步骤b：成像任务成像时长δtn，压缩时间计算公式为：

39、

40、步骤c：判断集合ts′中是否存在大于压缩时间的阳照区间的时长，如果是，执行步骤d；如果否，执行步骤e；

41、步骤d：符合条件的最早阳照区间s′x，阳照区开始时间压缩时间删除原始文件开始时间为计算公式为：

42、

43、

44、将成像任务的压缩开始时间添加到集合c，将删除时间添加到集合d，更新阳照区s′x中阳照区间开始时间为同时更新集合s，返回步骤五；

45、步骤e：当时，选择最早阳照区间s′1及其相连的阴影区p′x，阳照区开始时间计算公式为：

46、

47、

48、将成像任务的压缩开始时间添加到集合c，将删除时间添加到集合d，在集合s中删除s′1，更新阴影区p′x阴影区间开始时间为返回步骤五；

49、当时，选择的最早阴影区间p′1，阳照区开始时间计算公式为：

50、

51、

52、将成像任务的压缩开始时间添加到集合c，将删除时间添加到集合d，更新阴影区p′1阴影区间开始时间为返回步骤五。

53、本发明的有益效果是：本文提出一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，选择在成像之后的阳照区进行压缩，并在压缩之后将成像的原始数据删除，达到同时解决能源与存储问题的目的。根据日常业务应用统计表明，使用遥感卫星压缩任务时间分配方法得出的结果比较准确合理，基本满足业务应用要求。

技术特征：

1.一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利1所述的一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，其特征在于，所述步骤二中根据成像任务集合i中最早成像开始时间及数传窗口集合w中最晚数传开始时间选择处于区间的阳照区间集合及阴影区间集合为可用阳照区间集合s及可用阴影区间集合p。

3.根据权利要求1所述的一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，其特征在于，所述步骤三还包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种遥感卫星压缩任务时间分配方法，其特征在于，所述步骤六包括如下步骤：

技术总结
一种遥感卫星压缩任务时间分配方法属于卫星任务规划领域，解决了卫星运行过程中时刻消耗能源，和卫星存储空间不足的问题。本发明选择在成像之后的阳照区进行压缩，并在压缩之后将成像的原始数据删除，达到同时解决能源与存储问题的目的。根据日常业务应用统计表明，使用遥感卫星压缩任务时间分配方法得出的结果比较准确合理，基本满足业务应用要求。若不采用该方法，卫星效益将有所折扣。

技术研发人员：孟笛,何叶,李峰,孟祥强,衣晓宾,程石
受保护的技术使用者：长光卫星技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11