编队干涉SAR对地测绘任务规划方法研究

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编队干涉SAR对地测绘任务是卫星编队技术和对地观测需求相结合所产生的新一代对地观测任务应用。由于编队干涉SAR技术的复杂性,测绘任务对于任务规划方法提出了更高的要求,因此有必要对编队InSAR测绘任务的任务规划问题进行研究。编队干涉SAR的工作模式和工作流程给编队InSAR测绘任务规划问题提供了不同于其他规划问题的新特点。对星载干涉SAR测绘技术的原理和相关工作模式进行分析讨论,提炼出编队InSAR任务所需要考虑的约束信息,在做出合理假设的基础上,给出编队InSAR测绘任务规划问题的求解流程。在J2摄动下编队InSAR技术中有效干涉基线约束条件与编队系统的空间位置有关,因此在己有基于平均根数法的编队系统相对轨道模型条件下,对编队InSAR测绘工作中的基线约束进行了分析。由于现有的区域目标分解方法无法应用于编队InSAR规划任务中,总结各类分解方法的特点,在约束可满足区域目标动态分解方法基础上,以判定点在球面区域内外的方法为手段,通过给出遥感器覆盖区模型,计算带有时间信息的区域目标划分条带;定义观测活动“可用信息集”概念,提出了具有约束满足特点的观测活动可用信息调整方法;针对区域目标部分覆盖的特性,使用网格统计法将任务观测的区域目标转化为网格集合,并据此给出了部分覆盖收益值计算函数;考虑到编队InSAR灵活的对地观测能力,以观测活动执行的起止时间为决策变量,建立了具有观测活动动态调整特点的编队InSAR任务规划问题的约束满足模型。结合任务中的实际要求,在规划问题模型基础上提出了基于混合遗传模拟退火算法的整体优化求解框架。以观测活动时间序列为对象,设计了能适应约束调整过程的编码方案;将模型给出的观测活动有效性约束和独占性约束条件应用到遗传算子的设计之中,通过对解的可行性检查,以观测活动的“可用信息集”为基础,设计了当存在能量约束不满足情况时解的修补策略,保证了规划求解过程中解的合法性;提出了具有规划任务特点的退火参数调整办法,并给出了算法停止条件;最后通过设计面向任务的仿真测试算例,验证了所建立的编队InSAR任务规划模型和求解算法的有效性。
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