(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110697805.6 (22)申请日 2021.06.23 (71)申请人 中国人民解 放军战略支援 部队航天 工程大学 地址 101416 北京市怀柔区雁栖 镇八一路 一号 申请人 中国科学院空天信息创新研究院 　 中国电子科技 集团公司第五十四研 究所 (72)发明人 李志亮　陈兴峰　刘允　郑逢杰　 徐碧洁　 (74)专利代理 机构 北京理工大 学专利中心 11120 代理人 田亚琪(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) H04B 7/185(2006.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 20/13(2022.01) (54)发明名称 一种基于实时气象云图的光学卫星智能任 务规划方法 (57)摘要 本发明公开一种基于实时气象云图的光学 卫星智能任务规划方法， 一、 利用高轨卫星上的 多光谱遥感成像仪以设定频率获取对地观测遥 感影像； 二、 设计在轨实时云检测网络模 型， 实现 多光谱遥感影像快速云检测， 得到云掩膜产品； 三、 在高轨卫星上通过设定的通信信道， 将云掩 膜产品分发给低轨智能决策卫星； 四、 在低轨智 能决策卫星上， 根据云掩膜产品， 利用自主规划 算法动态调整低轨普通成员卫星的成像任务规 划方案； 五、 低轨智能决策卫星将调整后的成像 任务规划方案转换为载荷指令发送至低轨普通 成员卫星， 低轨普通成员卫星执行方案并获取遥 感影像， 本发 明能够通过高轨卫星强大的实时云 图监测能力， 实时动态调整低轨卫星的成像方 案， 提高卫星成像效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 113935227 A 2022.01.14 CN 113935227 A 1.一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务 规划方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 利用高轨卫星上的多光谱遥感 成像仪以设定频率获取对地观测遥感影 像； 步骤二、 在U ‑Net的基础上， 设计在轨实时云检测网络模型， 实现多光谱遥感影像快速 云检测， 从而得到云掩膜产品； 步骤三、 在高轨卫星上通过设定的通信 信道， 将云掩膜产品分发给低轨智能决策卫星； 步骤四、 在低轨智能决策卫星上， 根据云掩膜产品， 利用自主规划算法动态调整低轨普 通成员卫星的成像任务 规划方案； 步骤五、 低轨智能决策卫星将调 整后的成像任务规划方案转换为载荷指令形式发送至 低轨普通成员卫星， 低轨普通成员卫星执 行方案并获取遥感影 像。 2.如权利要求1所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 步骤一中， 多光谱遥感 成像仪每隔10 ‑15分钟对地观测遥感影 像。 3.如权利要求1所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 所述在轨实时云检测网络模型具体为： 在U ‑Net的基础上， 编码模块采用轻量化卷积 神经网络MobileNet ‑v2， 解码模块中的上采样采用双 线性插值方法， 同时， 采用跳跃连接结 构， 将编码模块中的SIZE/8层经过AM模块的处理与解码模块的SIZE/8层进行特征融合， 将 编码模块中的SIZE /16层经过AM模块的处 理与解码模块的SIZE /16层进行 特征融合。 4.如权利要求1所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 步骤三中， 通信方式为： 使用高轨卫星现有的广播系统发出， 通信覆盖范围与原有遥 感数据有效接收范围相同。 5.如权利要求1所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 步骤三中， 通信方式为： 采用搭 载天基互联网通讯终端的方法进行通信。 6.如权利要求1所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 步骤四中的自主规划算法具体为： 步骤41、 根据目标中心经纬度， 在FullMask_Grid_4000数据查询表中找到对应的像素 点， 然后， 根据目标的大小， 以像素点 为中心， 计算云掩膜产品对应的像素区域； 步骤42、 计算像素区域上的云量及云像素占整个像素区域的比例， 判断云像素所占比 例是否大于所设定阈值， 若 大于， 则取消任务， 并把任务加入待规划任务集合， 否则， 则任务 不变； 步骤43、 根据待规划任务 集合中每个任务的紧迫程度ρi， 对任务进行排序： 式中： pi表示观测任务i的优先级， TWi表示观测任务i的可见时间窗口数量， 所述可见时 间窗口是指当前规划之后的可用时间窗口， ρi值越大， 其任务的紧迫程度越高， 应当优先选 择， 并且选择每 个观测任务时间在前的观察窗口进行观测； 步骤44、 确定待规划任务观测窗口在低轨普通成员卫星当前任务序列中的位置， 判断 待规划任务与前后相邻任务之间是否满足约束条件， 若满足， 则将该任务插入当前任务序 列中， 若不满足， 则无法完成； 最终生成低轨普通成员卫星的成像任务 规划方案 。 7.如权利要求6所述的一种基于实时气象云图的光学卫星智能任务规划方法， 其特征 在于， 步骤44中， 如果待规划任务的观测窗口位于首位任务之前或末 尾任务之后， 则只需判权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113935227 A 2断待规划任务与首或尾任务的约束满足关系。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113935227 A 3