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摘要：本发明提出了一种针对应急区域的星群联合机动规划系统及方法；首先计算星群对应急区域目标的可见性窗口；再针对存在可见性窗口的卫星，做星下轨迹调整的机动策略；构建在卫星对区域目标不可见情况下的机动策略；对所有不通过机动及通过机动满足条件的卫星星下条带作统一编码；进行适应度函数计算，最后采用启发式算法对编码做优化，得到星群联合机动规划的最终结果；本发明充分利用当前空间资源，在短时间内，增加对应急区域的时间窗口，提高区域的覆盖率；同时考虑到卫星轨道机动消耗以及区域覆盖重叠率，在合理利用卫星资源的前提下减少资源浪费。

主权项：1.一种针对应急区域的星群联合机动规划方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：步骤1：计算星群对应急区域目标的可见性窗口；在步骤1中，所述可见性窗口的计算方法具体为：步骤1.1：设定应急区域目标观测场景开始与结束时间；步骤1.2：计算区域近似中心点；区域顶点集合为P＝{pi|loni,lati},1≤i≤pnum，中心点AreaC经纬度坐标为Clon,Clat，通过经纬度可计算得到对应的高斯坐标系下的坐标Cx,Cy； 步骤1.3：在场景时间内，将卫星飞行轨迹按照固定角距分为若干段，第i段轨迹对应的时间窗口为[tSi,tEi]，其对应的开始位置和结束位置为Psi和Pei；步骤1.4：分别计算由Psi到地心到AreaC的夹角，由Pei到地心到AreaC的夹角；若两夹角的大小均大于90度，则判定该窗口对该区域无时间窗口；步骤1.5：取区域边界的若干离散点，分别计算卫星对各个离散点的可见时间窗口；若在时段内对所有离散点不存在时间窗口，则表明卫星在该时段内对该区域无时间窗口；步骤1.6：对其中有时间窗口的边，记为则区域目标在周期内的时间窗口为： 步骤1.7：在当前可见开始时刻与结束时刻附近增加卫星短步长离散点和提高边界离散点数目，重新计算可见开始时刻与结束时刻；步骤1.8：最后对每个周期内的时间窗口进行汇总，得到卫星对区域目标在任务时段的时间窗口；步骤2：针对步骤1存在可见性窗口的卫星，做星下轨迹调整的机动策略；在步骤2中，所述星下轨迹调整的机动策略具体为：步骤2.1：建立观测调整中心线；计算卫星时间窗口的星下轨迹在高斯坐标系下的斜率kp；生成过区域近似中心点且垂直于星下斜率的观测调整中心线；观测调整中心线的表达式为：y-Cy＝-kpx-Cx步骤2.2：结合卫星最大侧摆角和视场范围，计算得到卫星对当前区域的可视范围；步骤2.3：若卫星星下点在区域外，由当前星下点为开始，往区域中心点方向生成离散的待过顶星下点；若卫星星下点在区域内，沿观测调整中心线左右移动生成离散的待过顶星下点集合Pr；步骤2.4：计算待过顶点范围；步骤2.4.1：根据步骤2.3所述待过顶星下点集合，计算卫星轨道机动量；已知待过顶点对应的经纬度Plat,Plon，采用共面变轨的方式，改变卫星过顶时间和位置；步骤2.4.2：考虑卫星最大姿态约束和视场范围，减小待过顶星下点范围；同时，分别采集卫星升轨轨道机动和降轨轨道机动数据集合，判断过顶时间是否在任务场景时段内，去除不满足时间条件的解；其中，原星下点包含在待过顶星下点范围中；步骤2.4.3：分别构建升轨和降轨机动下满足条件的离散解对应的区域可视范围信息，包含：星下点斜率Pk、幅宽Width、最大开始时间PTs、最小开始时间PTe、最大侧摆角θmax、最小侧摆角θmin、卫星机动量Pm；步骤2.4.4：采用拉格朗日法得到在离散点区间中一待计算星下点对应的机动量大小、星下点斜率；其他信息沿用离其最近的离散点对应的信息；步骤3：构建在卫星对区域目标不可见情况下的机动策略；在步骤3中，所述卫星对区域目标不可见情况下的机动策略具体为：步骤3.1：计算卫星在一轨内经过区域所在纬度范围区间内的两个星下斜率；步骤3.2：分别计算两个星下斜率对应的观测调整中心线和其对应的待过顶星下点范围；待过顶星下点范围在观测调整中心线与区域交点之间；步骤3.3：在待过顶星下点范围间生成等距的离散待过顶星下点；步骤3.3：计算满足时间要求和最大机动量约束的卫星升轨轨道机动和降轨轨道机动数据集合并构建区域可视范围信息；步骤3.4：采用拉格朗日法可得到在离散点区间中一待计算星下点对应的机动量大小、星下点斜率；步骤4：对所有不通过机动及通过机动满足条件的卫星星下条带作统一编码；在步骤4中，所述星下条带统一编码方法具体为：编码采用实数编码，一个卫星的可见时间窗的参数包含：过顶星下点经纬度Platij,Plonij、机动标识Sigij、卫星侧摆角θij、开始观测时间VTsij、结束观测时间VTeij；其中，过顶星下点对应星下线斜率Pk_ij、卫星机动量Pm_ij；其中，角标ij代表第i个卫星的第j个时间窗口；卫星的后续可见窗将随前序机动变化而变化，因此，一个卫星的所有可见窗为编码的一节，假设星座中包含Satnum个卫星，则一条编码包含Satnum节；步骤5：适应度函数计算，定义适应度函数来评估步骤4编码的优劣；在步骤5中，所述适应度函数计算方法具体为：应急区域面积为Area，遥感星群对应急区域目标的观测覆盖面积Areavis，则区域覆盖率为：fvis＝AreavisArea覆盖重叠面积Areaoverlap，则覆盖重叠率foverlap为：foverlap＝AreaoverlapAreavis卫星i包含的观测窗口为visnum_i总卫星机动量fm为： 适应度函数Fitness为：Fitness＝a·fvis+b·foverlap+c·fm其中，a,b,c分别为fvis、foverlap和fm的系数，a为正反馈系数，b和c为负反馈系数；步骤6：采用启发式算法对编码做优化，得到星群联合机动规划的最终结果所述启发式算法优化编码具体为：步骤6.1：在初始阶段，不考虑卫星轨道机动，采用粒子群算法优化包含观测窗口卫星的侧摆角θij、开始观测时间VTsij、结束观测时间VTeij；星下点参数为当前星下点参数；由此可快速优化初始编码；步骤6.2：针对无观测窗口的卫星，判断其轨道倾角incl与区域所处纬度[AreaLatmin,AreaLatmax]的关系；如果轨道倾角满足如下判定，则共面轨道机动不能使卫星对区域存在可见窗口，不考虑该卫星； 步骤6.3：针对无观测窗口且轨道倾角满足对区域观测条件的卫星，采用步骤3所述卫星对区域目标不可见情况下的机动策略做待过顶星下点范围判断，并生成初始编码；在可机动星下点范围中以观测窗口多为优先选择对象；步骤6.4：采用粒子群算法分别对不机动卫星和机动后卫星做编码优化，仅优化窗口卫星的侧摆角θij、开始观测时间VTsij、结束观测时间VTeij；步骤6.5：判断优化编码的区域覆盖率是否满足观测需要，若不满足，则通过步骤2所述的方法对卫星轨道作调整，同时优化编码中所有变量并生成最终优化结果；并将机动策略保存至区域可视范围信息中。

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