一种成像质量优先的任务调度方法

摘要

一种成像质量优先的任务调度方法，首先根据卫星轨道数据、姿态机动能力、地面目标位置信息及成像质量要求计算任务满足成像质量要求的可见时间窗口，并将所有任务按照可见时间窗口的开始时刻排序。然后计算任务的最佳观测时刻点，据此对任务进行调度。调度时首先判断当前任务与最后一个已安排任务是否冲突，如果冲突则当前任务不用前瞻且不能安排，如果不冲突则获取当前任务的前瞻任务组，判断当前任务与前瞻任务组中的任务是否存在冲突，如果存在冲突则根据规则取舍当前任务，如果不冲突则当前任务可以安排。对能够安排的当前任务，将卫星的姿态机动动作以及观测动作写入卫星动作序列。最后输出卫星动作序列作为任务调度结果。

主权项

1.一种成像质量优先的任务调度方法，其步骤如下：(1)根据相机幅宽将任务区域划分条带；(2)根据卫星的最大俯仰角和最大滚动角以及任务条带信息计算卫星对各条带的可见时间区间[t₀，t_n]，剔除地影区的可见时间区间；每个条带的可见时间区间[t₀，t_n]由卫星对该条带四个顶点的可见时间区间[t₁，t₂]_k，k＝1，2，3，4求交集并剔除在地影区的时间区间后得到，卫星对条带单个顶点的可见时间区间由卫星的最大俯仰角和最大滚动角确定；(3)将调制传递函数MTF、推扫方向的几何分辨率、线阵方向的几何分辨率、信噪比和幅宽作为影响图像质量的主要因素，在步骤(2)确定的可见时间区间[t₀，t_n]内将图像质量表示为时间的一元函数R(t)，R(t)＝η_MTFR_MTF+η_GSDxR_GSDx(t)+η_GSDyR_GSDy(t)+η_snrR_snr(t)+η_breathR_breath(t)，式中η_MTF+η_GSDx+η_GSDy+η_snr+η_breath＝1，R_MTF，R_GSDx(t)，R_GSDy(t)，R_snr(t)，R_breath(t)分别为调制传递函数MTF、推扫方向的几何分辨率、线阵方向的几何分辨率、信噪比和幅宽与时间的一元函数关系；(4)采用步骤(3)得到的一元函数表达式分别计算在步骤(2)中确定的可见时间区间[t₀，t_n]的两个端点t₀和t_n以及区间中间点的图像质量R₀＝R(t₀)，R_n＝R(t_n)，(5)记任务的最低许可成像质量为R_p，将R_p与步骤(4)得到的R₀，R_n，R_mid进行比较，确定满足成像质量要求的可见时间区间[t₁，t₂]，剔除不满足成像质量要求的任务，并按照满足成像质量要求的可见时间窗口的开始时刻t₁的先后，将所有任务排序，得到任务序列TaskList；(6)采用弦截法计算任务序列TaskList中每个任务条带的观测持续时间T_last，T_last为从该条带最先观测的顶点开始到该条带最后观测的顶点结束所持续的时间；当任务条带的观测持续时间T_last小于步骤(5)的任务观测窗口时间区间长度时，该任务为可执行任务；(7)分别计算所有可执行任务的最佳观测时刻点t_best；(8)对任务序列TaskList中的可执行任务依次进行处理，根据当前任务与最后一个已安排任务之间卫星进行姿态机动所需的时间，判断与最后一个已安排任务是否冲突，如果冲突，当前任务不能安排，转步骤(10)，如果不冲突，进入步骤(9)；所述的当前任务为正在处理的任务；(9)获取当前任务的前瞻任务组Group，判断当前任务与前瞻任务组Group中的任务是否存在冲突，如果不冲突，则当前任务可以安排，如果存在冲突，则对当前任务进行取舍，如果保留当前任务则转步骤(11)，如果舍去当前任务则转步骤(10)；所述的前瞻任务组Group为任务序列TaskList中的排在当前任务之后的全部或者部分可执行任务；(10)处理任务序列TaskList中的下一个任务，转步骤(8)；如果任务序列TaskList中得所有任务已被处理完毕，则转步骤(12)；(11)以t_end为卫星执行当前任务的姿态机动开始时刻，当前任务的最佳观测时刻点t_best为观测开始时刻，将卫星执行当前任务的姿态机动动作以及观测动作写入卫星动作序列，转步骤(10)；(12)输出卫星动作序列，作为任务调度的结果。