1.一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建海洋移动目标运动模型;步骤2:根据所述海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测,得到拟生成的任务集;步骤3:对拟生成的任务集赋予任务要素形成生成星上自主任务;所述海洋移动目标运动模型是:目标在 时刻在PGFS下对应的位置为 , 需要根据目标当前轨迹点状态递推目标下一个位置点 ,目标在 处短时间内运动轨迹大圆弧所在平面为 , 根据运动方向以及右手系确定大圆的法向量为 ,地球北极点为 ,平面 依据右手系确定的法向量 为由 旋转方位角 可以得到 ,即其中, 为四元数, 为其共轭四元数,满足以下条件目标经过时间 从 运动到 ,其运动距离为 ,对应地球的圆心角弧度为 ,因此, 的坐标可以由下述公式得到其中, 为四元数, 为其共轭四元数,满足以下条件 。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2中根据所述海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测,得到拟生成的任务集的具体方法是:步骤2.1:对海洋移动目标所在区域进行网格划分并构建网格索引;步骤2.2:基于星载图像识别算法对光学图像进行识别得到海洋移动目标的位置与航向,基于SAR载荷,得到所述海洋移动目标的航速;步骤2.3:根据最近一次得到的海洋移动目标的位置、航向以及航速预测出所述海洋移动目标所在的扇形区域;步骤2.4:将所述扇形区域内的所有网格作为拟生成的任务集。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述扇形区域是:根据最近的第 k 次对海洋移动目标的识别中,得到所述海洋移动目标的位置 P k 和方位角 γ k 信息,则海洋移动目标在时间间隔 κ 后的位置是在以 P k 为圆心、以 v max κ 为半径、以航向 γ k 对称的扇角为 δ max κ 的扇形区域, v max 表示在最近的第 k 次测量过程中海洋移动目标的最大速度, δ max 表示在最近的第 k 次测量过程中海洋移动目标的最大角速度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤3中的任务要素包括确定任务的载荷模式,任务的生成次数以及任务的优先级。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述任务的载荷模式确定方法为:1)如果在每个观测周期的成像结果中进行图像识别,都能发现并识别出所述海洋移动目标的信息,则使用高分的载荷模式,且任务为扇形区域内的每个划分的最小网格;2)如果在上一观测周期的成像结果中进行图像识别,没有发现并识别出跟踪的海洋移动目标,则载荷模式为宽幅模式,任务为以载荷模式所决定的宽幅模式下的幅宽划分的新网格,载荷模式的级别和任务的生成次数由下式决定;其中, 表示载荷的工作模式为 l 级时所对应的载荷幅宽; 表示载荷的工作模式为 l 级时所对应的载荷目标识别率, 为最低目标识别率; 为采用双约束得到的扇面区域半径; k 表示任务的观测次数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,任务优先级需要统筹考虑目标出现在某一网格的概率,目标具有移动性的特点造成的目标优先级的变化,以及多个目标出现在同一网格的概率的情况:1)目标出现在某一网格的概率,基于目标的最大运动速度 v max 和最大方位角偏离速度 δ max 预测出目标在最近一次目标识别中,判断出其位置 P k 和方位角向 γ k 信息,则能够判断在间隔时间 κ 后位于以 P k 为圆心、以 v max κ 为半径、关于航向对称的扇角为 δ max κ 的扇形区域内,假设目标出现在扇形区域内的网格中的概率相等,则目标出现在网格 g i,j 的概率为: 为速度, 为方位角, 为服从高斯分布的速度的方差, 为服从高斯分布的方位角的均值, 为服从高斯分布的方位角的方差; 为服从高斯分布的距离的均值, 为服从高斯分布的距离的方差, 表示网格 g i,j 的中心点距离最近一观测时目标识别后目标位置 P k 的距离,经过时间 之后,目标距离上次位置 的距离为 , 最近一观测时目标识别后目标在网格 g i,j 的中心点的方位角, 为服从高斯分布的距离的均值, 为服从高斯分布的速度的均值,考虑目标分布在扇形区域内网格中的概率和为1,则采用归一化得到目标在网格 g i,j 的概率为:v max 表示目标的最大运动速度, δ max 表示目标的最大方位角偏离速度 γ k 表示最近一次观测时目标的方位角; κ表示 间隔时间;2)由于目标具有移动性的特点造成的目标优先级的变化引入动态优先级; 为目标动态优先级最大上限, 表示用户预先定义的基础优先级, ot k 为第 k 次目标观测获取得目标信息时间, 为用户定义的期望跟踪时间间隔;则在时间t目标在网格 的优先级表示为 ;3)考虑多个目标出现在同一网格的情况: 表示在时间 t 第m个目标出现在目标观测的矩形区域中第 i 行,第 j 列网格 g i,j 内的概率, 的值由2)中考虑动态优先级后目标出现在网格 g i,j 的概率计算得到;则 表示在多目标跟踪时,多个目标出现在同一个网格中形成的网格的叠加优先级, i、j 表示目标观测的矩形区域中第 i 行,第 j 列的网格, m 表示在目标观测的矩形区域中第 i 行,第 j 列的网格内的第 m 个目标, t 表示时间,| tgt |为跟踪目标集合; 表示在考虑多个目标出现在同一个网格中时网格的叠加归一化优先级;4)目标出现在网格 g i,j 的统筹后的改为为: 。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述目标的任务生成周期为:其中, 表示用户对目标的期望跟踪时间间隔; 表示目标运动预测的时效性。
8.一种面向海洋移动目标的星上自主任务生成系统,其特征在于,包括以下模块:模型构建模块:用于构建海洋移动目标运动模型;任务集生成模块:用于根据模型构建模块构建的海洋移动目标运动模型对海洋移动目标的轨迹进行预测,得到拟生成的任务集;任务要素赋予模块:用于对任务集生成模块拟生成的任务集赋予任务要素形成生成星上自主任务;所述海洋移动目标运动模型是:目标在 时刻在PGFS下对应的位置为 , 需要根据目标当前轨迹点状态递推目标下一个位置点 ,目标在 处短时间内运动轨迹大圆弧所在平面为 , 根据运动方向以及右手系确定大圆的法向量为 ,地球北极点为 ,平面 依据右手系确定的法向量 为由 旋转方位角 可以得到 ,即其中, 为四元数, 为其共轭四元数,满足以下条件目标经过时间 从 运动到 ,其运动距离为 ,对应地球的圆心角弧度为 ,因此, 的坐标可以由下述公式得到其中, 为四元数, 为其共轭四元数,满足以下条件 。