卫星对地观测任务规划问题简明综述 *

卫星对地观测任务规划是为了满足用户的遥感图像需求 ,对遥感卫星系统资源和对地观测任务进行规划与调度的过程。合理的任务规划是提高遥感卫星系统效能的重要手段。为此 ,分析了卫星对地观测任务规划问题的主要特点 ,比较了这一问题的若干常用建模方法和求解技术 ,并探讨了卫星对地观测任务规划技术的未来发展趋势。     

对地观测卫星资源优先级设计分析

研究卫星调度问题,设置对地观测卫星资源的优先级是对地观测卫星调度首要考虑的因素.为了建立航天资源服务等级体系,首先在对观测卫星资源应用需求进行分析的基础上,研究了影响资源优先级设置的9个基本原则,并完成各原则的定量化描述;然后通过建立改进TOPSIS模型得到了卫星资源优先级的设计方法.可结合实例给出优先级的计算过程,经仿真计算,验证了设置过程和结果的可行性,为进一步研究对地观测卫星调度算法提供参考.     

对地观测系统未来发展趋势及其技术需求

对地观测系统和技术实现了全球实时的观测,在获取全球表面和深部的时空信息方面发挥越来越重要的作用,为环境监测和地球系统科学研究提供了基础条件。从对地观测卫星、传感器向高分辨率发展,对地观测卫星向网络化发展和对地观测系统向综合与协作发展3个方面论述了国内外对地观测系统未来发展的趋势,并从国家资助的角度、设备开发能力以及在其它领域的潜在应用价值、开发的成本、投入使用的时间需求等方面圈定了有限资助的技术范围,确定了未来对地观测在9个方面的技术需求。     

我国对地观测卫星应用成就与展望

本文回顾了我国对地观测卫星在地面数据处理系统建设及卫星数据应用方面取得的成就,并对我国未来对地观测卫星及地面系统发展进行了展望,包括建设国家陆地观测卫星数据中心、建设国家高分辨率对地观测数据中心以及实现我国对地观测连续化、卫星运行业务化、数据获取方式多样化等。     

日本的对地观测卫星

1991年11月笔者参加了由日本火箭学会主办的第四届环太平洋国际宇航会议,会后访问了NEC横演工厂及总部,文部省宇宙科学研究所(ISAS)等,对日本的航天研究布局,发展计划,特别是航天遥感工作作了了解。日本对地观测主要由NASDA(National Space Development Agency)负责发展,主要有三个系列:气象卫星,海洋卫星和地球资源卫星。并计划在1994～1998年之间发射大型的具有综合观测功能的卫星—ADEOS(Advanced Earth observing Satellite)。     

现代小卫星技术与数字地球

对现代小卫星的基本概念及其技术特点进行了探讨,分析了国内外小卫星的发展现状和水平,阐述了对地观测小卫星、小卫星星座以及编队飞行在数字地球领域中的广泛应用前景。     

国际空间和对地观测技术发展战略新动向

对美国、俄罗斯、日本、加拿大等国以及国际对地观测组织和欧空局近期的空间和对地观测发展战略和计划进行了概要介绍和分析,包括美国对地观测组织近期的对地观测活动,NASA2007~2016年科学研究战略,俄罗斯2006~2015年对地观测卫星计划,日本的《JAXA 2025》,实现加拿大健康、安全和繁荣的联邦对地观测战略,国际对地观测组织2007~2009工作计划以及欧空局的生命行星计划面临新的科学挑战。对国际空间技术的发展动向进行了简要分析。     

一种对地观测卫星的数据传输系统及星地链路设计

主要对某种对地观测卫星的数据传输系统与星地链路进行了探讨,介绍并分析了卫星的轨道特点、数据存储与传输的工作模式,提出了星地数据传输系统的设计方案,对星地数据传输链路做了详细的分析与计算.     

对地观测卫星协同观测区域目标方法研究

对地观测区域目标分割与优选问题是多星协同观测区域目标规划过程中的一个重要环节。采用卫星或遥感器侧摆能力的区域目标动态分割算法,并结合贪婪优化算法对分割结果进行优化规划,在规划过程中依据建立的全球网格参考系统可以方便、高效地计算目标覆盖率,进行实时效能评估以对分割方式进行反馈调整,保证区域目标分割结果最优。依据提出的算法设计了包含三颗对地卫星和一个区域观测目标的应用场景进行实例仿真,并得出了较为理想的仿真结果。     

对地观测小卫星轨道机动仿真研究

针对我国对地观测小卫星的轨道机动任务要求,该文设计了轨道机动的软件模块和主要程序.该套软件设计的目的是为了能使卫星在最短的时间内由平时轨道机动到战时轨道.该套软件根据卫星轨道调整前后的轨道参数特点和轨道调整后的星下点轨迹要求,确定机动时间,将调整轨道半长轴与微调星下点轨迹结合起来,在最短时间内完成轨道调整任务.最后根据某对地观测小卫星的任务和技术指标要求,仿真其轨道机动过程.仿真结果表明,该系统具有很高的实用价值.     

国际新一代对地观测系统在气溶胶遥感方面的应用

大气气溶胶在很多生物地球化学循环中具有重要作用, 但是由于它的来源广泛并且具有很大的时空变化, 难以在全球范围内精确、实时确定气溶胶的性质、组成及时空分布, 因而对大气气溶胶的研究依赖于监测手段的发展。对大气气溶胶实验观测的观测方法和测量仪器有很多, 而对地观测卫星利用其特有的优势, 可以实现对气溶胶的大范围、实时探测, 促进了大气气溶胶这一边缘学科的研究发展。简要回顾了对地观测系统( Ear th Observ ing System) 的发展历程, 然后介绍了对地观测卫星遥感气溶胶的发展及现状, 对国际新一代对地观测系统在气溶胶遥感方面的应用现状做了详细的描述和总结。     

基于PDDL的对地观测卫星任务规划建模研究

传统的数学模型方法是解决复杂卫星任务规划问题的一种途径,但其抽象性给建模人员带来很大难度。PDDL(Planning Domain Definition Language)可以针对卫星任务规划问题建立清晰有效的模型,并能把模型的知识转化成计算机易于接受的形式。用PDDL描述对地观测卫星的任务规划问题,分析了卫星执行任务时涉及的约束、相关活动和所需的资源,建立任务规划模型的域文件(domain file)和问题(problem file)文件,并针对所建模型提出求解模型的算法流程,最后通过一个算例验证模型和算法是有效地。     

对地观测卫星委员会(CEOS)介绍

随着全球人口的持续增加以及对资源压力的增大 ,我们必须了解地球系统——陆地、空气、水和生命的相互作用 ,了解人类如何影响这些系统 ,了解地球系统需要全球的努力。 1 984年 ,几个国家组成了对地观测卫星委员会 ( CEOS) ,协调国际所有民用卫星对地观测任务。这是一个政府机构间组织 ,到 2 0 0 1年初 ,已有40余个国家和国际空间组织参加 CEOS。CEOS被认为是对地观测卫星计划的主要协调组织 ,也是卫星计划与全球卫星数据用户对话的主要论坛。CEOS的网站为 :http://www/ceos.org。我国科技部中国国家遥感中心 ( NRSCC)和航天总公司…     

多卫星区域观测任务的效率优化研究

多颗对地观测卫星对区域目标进行观测的效率优化问题涉及到时间窗口、存储容量、地面分辨率等诸多因素,是一个十分复杂的优化问题。在分析该问题的特点的基础上,首先对原始数据进行仿真预处理,通过STK仿真软件计算处理难以量化的时间窗口等复杂的约束条件;然后在仿真的输出数据的基础之上建立数学优化模型。在模型求解问题上,通过对问题特点的分析,提出并实现了遗传算法。最后通过一个想定实例验证了模型和算法的求解的有效性。     

“第三届国际未来智能对地观测卫星”会议将于2006年5月在北京召开

为了促进未来对地观测卫星的信息交流，由中国科学院中国遥感卫星地面站、中国科学院遥感应用研究所、美国OldDominion大学、国家遥感中心等单位共同主办的“第三届国际未来智能对地观测卫星研讨会”（The 3rd International Symposium on Future Intelligent Earth Observing Satellites——FIEOS）将于2006年5月24日～26日在北京西郊宾馆隆重召开。本次会议是继在美国与土耳其之后召开的未来智能对地观测卫星领域的又一次国际盛会，会议主席由徐冠华院士担任，同时邀请了来自美国、法国、德国、日本、泰国等国外专家代表80余人。     

国内新闻

“北京一号小卫星”正式运行发布会在北京举行2006年6月8日,“北京一号小卫星”正式运行发布会在北京举行。这颗高性能对地观测小卫星是根据国家“十五”科技攻关计划和高技术研究发展计划(863计划)的安排,由科技部、北京市、国土资源部、国家测绘局和二十一世纪空间技术应用股份有限公司共同支持的。“北京一号小卫星”是一颗具有中高分辨率双遥感器的对地观测小卫星,卫星重量166.4kg、轨道高度686km、中分辨率遥感器为32m多光谱,幅宽600km,高分辨率遥感器为4m全色,幅宽24km,卫星具有侧摆功能,在轨寿命5年(推进系统7年)。卫星研制周期仅2年…     

复杂多卫星系统有效覆盖特性的仿真分析

目标被覆盖特性是表征对地观测卫星系统总体性能的重要量度,但对于复杂多卫星系统,精确的覆盖特性无法用解析方法求解,而且通常的几何视场覆盖性能不足以反映系统探测目标信息的实际效能.为此,本文提出了能够衡量对地观测系统信息获取实际效能的综合量度-有效覆盖特性,分析了影响瞬时有效覆盖的复杂性因素,阐述了基于数值点仿真求解的一般性方法,并以三星时差电子侦察定位星座为例给出了具体模型.     

世界主要国家对地观测技术发展策略

从对地观测技术计划入手, 对美国、欧空局、加拿大、日本、印度以及俄罗斯的对地观测技术发展现状和策略进行了概要的介绍和分析。美国EO S 计划的提出和实施带动了新一轮对地观测技术发展的浪潮, 而地球科学事业(ESE) 战略计划是对EO S 的提升与延续, 将地球系统科学的概念引入到计划中, 把对地观测技术与面临的科学问题紧密结合起来; 欧空局以遥感卫星1 号、2 号, 以及环境卫星而立足于世界对地观测技术前列, 法国以高分辨率SPO T 卫星系列、加拿大则以雷达卫星系列为其对地观测技术的特色发展策略。日本制定了未来对地观测基本策略, 并给出了未来卫星研制和发射计划日程; 俄罗斯作为空间大国, 在对地观测技术发展方面较为滞后, 近年来开始进行追赶; 发展中国家印度非常重视对地观测技术的发展, 随着其资源卫星的发射并稳定地提供数据,其对地观测技术发展引起世界广泛关注。     

全球首颗高分辨率雷达卫星COSMO—SkyMed引入我国

随着商用高分辨率遥感卫星在各个行业应用的不断深入，卫星数据源如何满足日益增长的应用需求已经是一个亟待解决的问题。高分辨率雷达遥感卫星由于具有全天候、全天时对地观测的能力等特点，近两年来备受关注，相继有高分辨率雷达卫星发射升空。     

WebGIS在航天对地观测计划申请中的应用

用户在制定航天对地观测计划申请时,需要了解详细的飞行器相关信息和遥感器对地观测信息。由于这些信息的表达方式不够直观,用户难以直接从这些信息中获得计划决策信息。本文介绍了WebGIS在航天对地观测计划申请系统中的应用研究,简单介绍了计划申请系统后,重点讲述了WebGIS在提取和绘制卫星与遥感器对地观测信息方面的应用。WebGIS的应用为计划申请系统提供诸多便利,使航天对地观测计划申请系统具有面向用户的特点,极大方便了多方用户的申请需求。