紧急状况下卫星网络传输任务在轨实时规划技术

针对在紧急状况下卫星网络任务传输的需求,提出一种卫星网络传输在轨实时规划技术。通过对组网卫星当前链路通路参数的实时计算,规划当前紧急信息能够最快传输的路径。首先,对卫星网络进行模型建立,将星间链路的连接看作时变连接矩阵的拓扑模型;然后,通过各节点的参数规划最小信息传输延迟下的数据通路;最后,紧急信息任务根据当前节点规划结果选择下一个节点的最佳传输路径,从而使得传输延迟最短。采用在轨各节点实时动态规划的方式,消除地面对卫星网络状态交互的延迟及误判,减少对正常通信业务的影响。基于设计模型进行了硬件电路的实现及实验,传输平均延迟均在秒级,能够实时完成紧急信息传输的自主任务规划。

敏捷成像卫星“逐级择优”在轨任务实时规划

为实现对航班失联、自然灾害等突发事件的快速响应与有效观测,针对面向热点区域内多个目标的敏捷成像卫星在轨任务实时规划问题,设计了一种基于目标等级的逐级择优在轨任务实时规划算法,用以快速形成最优成像序列。首先,将热点区域内的多个地面目标按重要程度划分为多个等级,在分析目标位置与卫星性能之间约束条件的基础上,将任务规划问题转化为以成像收益为目标的优化问题。然后,针对该优化问题,在同等级目标中按"先到先得"的方法进行筛选,在当前级最优成像序列的基础上,进行下一级目标的筛选与插入,逐级实现成像收益的最大化。最后,对18个地面目标进行为期500s的规划仿真。结果表明,算法能够在1s内给出对应最大收益的对地成像序列。同遗传算法相比,所提算法解算更快,结果更为稳定,满足工程应用的快速性与高收益要求。