内容简介

随着航天任务复杂化和应用场景多样化，卫星协同自主任务规划研究引起越来越多的重视。本书以工程实际为基础，围绕“在轨自主”和“多星协同”两个关键词，从卫星任务规划的功能约束、星地一体的总体架构出发，提出多星协同星地一体任务管控架构，全面地分析了自主任务综合引导态势信息处理、态势信息引导下的多目标分配方法、数据传输任务规划的技术理论和算法。本书后给出系统方案及仿真系统工程实现案例。 本书是作者及团队在多年卫星领域研究基础上撰写的，紧密围绕当前多星协同领域的理论实践，具有较强的工程参考价值，可供航天相关研究生、工程技术人员的参考。

编辑推荐

本书是一本全面介绍多星协同自助任务规划理论及应用的图书，对学术界和工业界应用此研究的学生和研究人员都会有所帮助。

前言

航天任务的复杂化和应用场景的多样化，给遥感卫星技术的快速发展和广泛应用带来巨大的机遇和前所未有的挑战，如何利用有限的星上资源执行复杂繁重的空间任务备受关注。随着卫星载荷能力不断提升，响应时间要求不断缩短，卫星自主与协同任务规划研究越来越引起人们的重视。同时，在轨卫星数量日益增多，遥感器类型复杂多变，各种观测能力交织，多种观测形式并存。在此发展趋势下，陈占胜研究员及其团队经过多年研究积累，总结多年卫星任务工程经验，完成了本书的撰写。 多星自主任务规划问题的实质是在综合考虑星地资源和卫星任务要求的基础上，自主地将有限的资源分配给相互竞争的多个任务，排除不同任务之间的资源使用冲突，实现资源的最大化利用，保证任务的完成度。其主要解决的问题是，在规划的时间范围内，星上可自主地对多颗卫星的任务进行统一调度、规划和管理，在满足相关约束的前提下，对各成员卫星之间的任务冲突进行消解，安排各自对相应目标的成像观测任务。 围绕上述多星自主任务规划特征，本书贴近工程实际，提出了多星协同星地一体任务管控架构，星地、星间功能及信息流论证清晰，全面分析了自主任务规划的功能约束及面向多星协同的具体场景，详细阐述了综合引导态势信息处理、多星多场景成像任务规划、数据传输任务规划的技术理论和算法，最后给出系统方案及仿真系统工程实现案例。本书是作者及其团队在多年开展卫星领域研究并取得的成果基础上撰写的，紧密围绕当前多星协同领域的理论实践，因此具有较强的工程参考价值。 本书选题新颖，紧扣多星协同研究热点，紧跟当前互联、协同、智能化的航天发展方向，多星协同在理论和实践上具有重要意义，框架清晰且论述翔实，理论新颖且紧贴工程实际，既有理论方法的系统阐述、严格论证，又有典型实例的仿真分析。和同类出版物相比，本书具备新颖性和工程性，反映了航天应用领域的新思想和新理论，可作为航天相关专业本科生、研究生、工程技术人员的参考书。

目录

第1章 绪论 1．1 遥感卫星任务规划 1．1．1 任务规划模型 1．1．2 任务规划求解算法 1．1．3 任务规划发展趋势 1．2 多星协同自主任务规划技术 1．2．1 卫星协同自主等级 1．2．2 多星协同任务类型 1．2．3 多星协同自主任务规划问题与挑战 1．3 本书的主要内容和安排 参考文献 第2章 卫星管控与自主协同流程 2．1 星地任务分工 2．2 卫星管控流程 2．3 多星协同机制 2．3．1 四种协同机制介绍 2．3．2 多星协同任务规划架构 2．3．3 任务规划分配资源的优先原则 2．4 协同交互信息 2．5 自主协同流程 2．6 小结 参考文献 第3章 多星协同自主任务规划功能、约束与模型 3．1 多星协同自主任务系统功能概述 3．2 常见约束 3．2．1 任务约束 3．2．2 卫星约束 3．2．3 地面站约束 3．2．4 环境约束 3．3 约束满足求解模型 3．3．1 可见时间窗约束计算模型 3．3．2 星载地理信息系统模型 3．3．3 卫星运行环境模型 3．4 小结 参考文献 第4章 协同任务及星上任务预处理 4．1 多星协同任务 4．2 星上任务预处理 4．3 星上任务预处理实现技术 4．3．1 复杂任务分解 4．3．2 典型载荷工作模式及工作过程 4．3．3 任务最佳观测资源匹配 4．3．4 星上资源裁剪策略 4．3．5 载荷数据量估计模型 4．4 小结 参考文献 …… 第5章 星上综合引导态势信息处理 第6章 态势信息引导下的多目标分配 第7章 多星协同数传任务规划 第8章 基于强化学习的多星协同自主任务规划 第9章 多星协同仿真验证系统工程实现