●前言
第1章成像衛星任務規劃概述1
1.1成像衛星概述1
1.1.1成像衛星和遙感器1
1.1.2國外成像衛星發展情況2
1.1.3國內成像衛星發展情況3
1.2成像衛星工作過程5
1.3成像衛星任務規劃7
1.3.1成像任務描述方法7
1.3.2任務規劃的主要功能8
1.3.3任務規劃的優化目標9
1.3.4任務規劃的主要約束10
1.3.5任務規劃的問題分類12
1.4成像衛星任務規劃研究現狀13
1.4.1衛星任務籌劃13
1.4.2成像衛星調度16
1.4.3衛星資源管理21
1.4.4研究現狀總結22
1.5本章小結23
參考文獻23
第2章成像衛星任務規劃的相關理論方法30
2.1成像衛星任務規劃問題分析30
2.2成像衛星任務規劃理論方法框架31
2.3整數規劃32
2.3.1拉格朗日松弛技術33
2.3.2割平面法36
2.3.3分支定界法37
2.3.4列生成算法39
2.4亞啟發式算法41
2.4.1遺傳算法42
2.4.2蟻群算法43
2.4.3模擬退火算法44
2.4.4禁忌搜索算法46
2.4.5超啟發式算法48
2.5機器學習方法49
2.5.1神經網絡50
2.5.2強化學習55
2.5.3S2V-DQN方法59
2.5.4指針神經網絡66
2.6評估方法75
2.6.1層次分析法75
2.6.2I>S證據理論77
2.6.3TOPSIS方法78
2.6.4TODIM方法79
參考文獻80
第3章區域觀測任務分解方法85
3.1單星區域分解方法85
3.2資源受限情形下多星協同區域分解89
3.2.1問題描述89
2.2.2數學模型90
3.2.3優化算法93
3.2.4仿真實驗97
3.3資源充足情形下多星協同區域分解106
3.3.1問題描述106
3.3.2數學模型107
3.3.3優化算法108
3.3.4仿真實驗111
3.4區域目標內部觀測收益不均等情形下多星協同區域分解116
3.4.1問題描述116
3.4.2數學模型117
3.4.3優化算法119
3.4.4仿真實驗121
3.5本章小結124
第4章成像衛星調度方法125
4.1參數說明125
4.2任務合成觀測調度問題126
4.2.1問題描述126
4.2.2任務合成約束127
4.2.3任務合成優化模型128
4.2.4主問題與子問題130
4.2.5算法設計132
4.2.6數值實驗135
4.3成像數傳一體化調度問題136
4.3.1問題描述136
4.3.2數學模型137
4.3.3雙染色體遺傳算法138
4.3.4雙蟻群算法144
4.3.5改進模擬退火算法150
4.3.6改進禁忌搜索算法154
4.3.7四種智能算法對比分析158
4.4應急任務調度問題160
4.4.1問題描述160
4.4.2應急任務調度模型161
4.4.3應急任務調度算法164
4.4.4數值實驗與討論168
4.5本章小結174
參考文獻175
第5章移動目標搜索任務規劃方法176
5.1問題概述176
5.2研究現狀177
5.2.1目標搜索問題研究現狀178
5.2.2成像衛星在動目標搜索問題中的調度技術現狀179
5.2.3海面移動目標航跡預測技術現狀181
5.3海面移動目標航跡預測方法182
5.3.1航跡預測問題概述182
5.3.2航跡數據預處理183
5.3.3數據驅動的航跡預測方法189
5.4多星對海面移動目標搜索模型194
5.4.1多星對海面移動目標搜索環境模型194
5.4.2基於搜索圖的衛星觀測規劃方法196
5.5實驗、結果與討論203
5.5.1多星協同海面移動目標搜索實驗203
5.5.2觀測條帶選擇方法的對比實驗210
5.5.3海面移動目標航跡預測實驗211
5.5.4本章小結213
參考文獻213
第6章成像衛星任務規劃仿真繫統220
6.1繫統需求分析220
6.1.1繫統功能要點220
6.1.2繫統性能要點221
6.2規劃繫統業務設計221
6.2.1繫統總體架構設計221
6.2.2繫統業務流程222
6.3繫統軟件設計224
6.3.1軟件繫統組成224
6.3.2繫統的運行與維護231
6.4任務規劃開發工具箱231
6.5本章小結232
第7章成像衛星任務規劃技術展望233
7.1雲-邊融合的任務規劃技術234
7.2虛擬星座任務規劃技術234
7.3天地一體化任務規劃技術236
7.4本章小結238
參考文獻238

發展天基對地觀測技術是國家重大需求。為此，我國成像衛星持續高密度發射，在軌衛星數量持續增加。它們在國計民生的眾多領域中發揮著重要作用。成像衛星任務規劃是成像衛星任務管控繫統中的核心功能之一，它所解決的是如何高效利用在軌衛星資源服務來自不同部門、不同用戶的對地觀測需求，起到了“指揮中樞”的作用。本書繫統闡述了成像衛星任務規劃的理論方法和關鍵技術，首先對成像衛星任務規劃問題進行了概述，綜述了其基礎理論方法；然後闡述了區域觀測任務分解方法、成像衛星調度方法、移動目標搜索任務規劃方法；此外還闡述了成像衛星任務規劃仿真繫統開發的相關技術，以及作者對成像衛星任務規劃技術發展趨勢的展望。本書內容涵蓋了作者在該領域多年研究取得的成果，具有繫統性、新穎性和前沿性等特點。