博士后文库：成像卫星任务规划与调度算法研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王茂才，戴光明，宋志明，彭雷 著

图书标签:

• 成像卫星
• 任务规划
• 调度算法
• 博士后文库
• 空间技术
• 优化算法
• 运筹学
• 遥感
• 资源管理
• 人工智能

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030502025

版次：1

商品编码：12076692

包装：平装

丛书名： 博士后文库

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

页数：185

字数：249000

正文语种：中文

内容简介

　　随着航天事业的高速发展，我国成像卫星的数量和种类日益丰富，对地观测任务需求日益增多，从而使得成像卫星任务规划与调度问题成为亟待解决的问题。《博士后文库：成像卫星任务规划与调度算法研究》面向光学、SAR、电子侦察等多种类型的中低轨对地观测卫星任务规划的应用需求，以作者近年来在成像卫星任务规划与调度问题上的研究成果为基础，主要内容包括载荷侧摆下卫星调度问题、区域目标调度问题、复杂约束多星任务规划问题、动态任务调度模型与算法，以及卫星星座调度性能评价体系构建及系统软件的研发等。
　　《博士后文库：成像卫星任务规划与调度算法研究》适合航天工程实践、航天工程管理、航天技术运用等相关领域的科研人员、工程技术人员阅读，也可作为高等院校有关专业高年级本科生、研究生及高校教师等参考。

内页插图

目录

《博士后文库》序言
前言

第1章 概述
1．1 卫星规划概念
1．2 卫星规划调度问题类型
1．3 卫星任务规划问题的特点分析
1．4 卫星规划问题的复杂性
参考文献

第2章 卫星任务规划技术研究现状
2．1 任务规划问题研究现状
2．2 卫星任务规划问题研究现状
2．3 成像卫星任务规划常用模型
参考文献

第3章 载荷侧摆多星点目标调度算法
3．1 相关计算
3．2 调度模型
3．3 调度算法
3．4 仿真算例
参考文献

第4章 区域目标调度问题优化设计
4．1 区域调度问题求解步骤
4．2 区域调度问题数学描述
4．3 区域调度问题求解模型
4．4 区域调度中的关键问题
4．5 参数优化求解方法
4．6 活动选择求解方法
4．7 区域调度规划的实现
参考文献

第5章 复杂约束多星任务规划
5．1 复杂约束下多星多任务规划问题模型
5．2 复杂约束下多星调度算法
5．3 测试数据
5．4 实验及结果分析
参考文献

第6章 任务动态调度模型与算法
6．1 成像卫星任务动态调度问题
6．2 成像卫星任务动态调度模型
6．3 算法详细设计
6．4 实验与分析
参考文献

第7章 卫星调度性能评价及系统研发
7．1 概述
7．2 卫星轨道参数分析
7．3 卫星对地覆盖分析
7．4 卫星星座系统优化设计
7．5 星座性能评估体系设计
7．6 决策支持系统设计与实现
7．7 软件实现
参考文献
编后记

前言/序言

　　随着航天事业的高速发展，我国目前已拥有包括光学卫星、SAR成像卫星、电子侦察卫星等多种类型的对地观测卫星，卫星的数量和种类的增加也使得卫星任务规划问题成为亟待解决的问题。
　　从对地观测系统支持复杂应用特别是作战应用的角度来看，在现代局部战争中，战役战术级指挥员在进行决策时对于情报保障提出了更高的需求，通常会提出及时获取所需作战区域的战场态势，完成各类伪装目标的发现和识别，发现、识别和跟踪陆上／海上大型移动目标等复杂类型的观测任务请求，以确保指挥员能够快速准确有效地获取战场态势及敌方情报信息，辅助指挥员作出正确的作战决策；在突发事件处理上，如汶川地震、洪涝灾害的应对上，也需要多种类型的卫星对灾区进行配合观测，以获得准确受灾数据，为及时有效的救灾行动提供依据。这些观测任务请求通常具有更高的时效性、信息获取准确性和任务观测的协同性要求，往往需要多颗多类型卫星进行配合观测才能完成，这就对对地观测系统的快速反应能力、任务协同观测能力和准确获取信息的能力提出了更高的要求。研究多类型卫星联合下的任务规划技术，对于对地观测系统满足更多类型的观测任务请求具有重要意义。
　　从对地观测系统效能发挥的角度看，我国拥有的对地观测卫星无论在数量上还是种类上都得到快速增长，这使得卫星任务规划管理的复杂度大大增加，现有的各类型卫星独立管理的工作模式已经无法满足未来发展的需要。如何有效整合所有可用的观测资源，实现对这些观测资源的统一管理和任务规划，使这些观测资源能够协同工作，充分发挥对地观测系统的效能，是亟待解决的一个重要问题。因此，研究多类型卫星联合任务规划技术，对于对地观测系统充分发挥其系统效能，全面提高应用水平具有重要意义。
　　从对地观测系统服务国民经济建设和社会发展的角度看，我国《航天发展“十一五”规划》要达到的主要目标之一就是“加强对地观测卫星领域的顶层统筹规划和综合利用，初步形成全球、全天候、全天时、多谱段、不同分辨率、稳定运行的卫星对地观测体系。提高卫星业务测控能力；实现遥感卫星对全球数据的准实时获取”。我国已经计划在“十一五”期间建立由60-70颗卫星组成的空间信息系统以服务国民经济建设和社会发展。未来一段时间内，我国遥感对地观测的发展趋势是从中分辨率延伸到高分辨率，从单角度跨越到多角度和立体测绘，从空间维拓宽到光谱维，向综合、一体化体系方向发展，大、小卫星结合，光谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率重复交叉，光学与微波并举，窄、宽视场兼有，建立一个高、中、低轨道结合，大、中、小卫星协同，粗、中、细、精分辨率互补的全球综合对地观测信息网络系统，对地观测卫星将具有更强更完善的能力，从而能够更好地服务于国民经济建设中的更多领域。研究多类型卫星联合下的任务规划技术，通过多类型卫星的配合，提高对地观测卫星系统的对地观测能力，对于将对地观测系统应用于更多领域具有重要意义。

《遥感图像处理与应用：新一代卫星系统设计与数据分析》 书籍简介 本书深入探讨了新一代高分辨率遥感卫星系统的设计原理、核心成像技术、在轨运行任务规划与调度方法，以及获取的复杂遥感数据的先进处理与应用技术。全书结构严谨，内容覆盖从卫星平台设计、传感器原理到数据产品生产与实际应用的完整链条，旨在为从事对地观测、空间信息科学、遥感数据分析及相关工程领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本系统而深入的参考读物。 第一部分：高分辨率遥感卫星系统架构与关键技术 本部分聚焦于现代遥感卫星的整体构架及其核心组成部分的最新发展。 第一章：新一代遥感卫星平台技术 详细介绍了新一代对地观测卫星平台所面临的挑战，包括提高任务灵活性、增强在轨自主性和延长服役寿命的要求。本章着重分析了面向快速重访和多任务并行处理的新型卫星姿态控制系统（ACS）设计，特别是高精度星敏感器、陀螺仪与新型反应轮或磁力矩器的融合技术。讨论了高通量星间链路与地面站通信协议的优化，以应对海量数据下传的需求。同时，阐述了微小卫星星座（如立方星和星链等）在任务协同与快速部署方面的架构创新。 第二章：先进光学成像传感器原理与设计 本章深入讲解了新一代推扫式和凝视式成像传感器（如CMOS/CCD探测器）的设计优化，特别关注超高空间分辨率（亚米级或更高）和多光谱/高光谱成像能力。详细分析了焦平面阵列的噪声抑制技术、辐射定标的在轨校准方法以及微振动对成像质量的影响与补偿策略。对于红外和微波遥感部分，探讨了超材料在天线和接收机中的应用，以提升探测灵敏度和系统稳定性。 第三章：在轨数据预处理与初步传输 讨论了卫星载荷在数据获取后立即执行的初步处理流程。这包括高频数据压缩算法（如基于小波变换或深度学习的无损/有损压缩）、星载数据存储管理策略（如分布式存储与纠错编码）以及初步的几何畸变校正。强调了实时数据筛选与优先级排序机制，确保关键任务数据能够优先下传。 第二部分：遥感数据处理与质量控制 本部分是本书的核心内容之一，详细阐述了从原始数据到专业产品转换的复杂过程。 第四章：遥感数据辐射定标与大气校正 系统介绍了辐射定标的原理，包括绝对定标、相对定标和传感器响应一致性校正。重点分析了新的辐射定标标准（如DN到TOA/BOA转换的最新模型），以及利用车载、机载或地面标准参照物进行的交叉定标方法。大气校正部分，详述了多光谱遥感数据中气溶胶、水汽、臭氧等主要影响因子的高精度反演模型，包括基于物理模型（如MODTRAN、6S）和基于机器学习的校正方法对比。 第五章：高精度几何精纠正与配准技术 本章深入探讨了影响遥感数据几何精度的各类误差源，包括传感器自身的几何畸变、轨道/姿态误差、大气折射以及地形起伏。详细阐述了像方差迭代法、高精度数字高程模型（DEM）辅助的绝对定向技术。对于时序数据序列，重点介绍了亚像素级多源影像的自动配准算法，包括基于特征点匹配和基于深度学习的语义分割配准技术。 第六章：复杂地物信息的高级提取方法 本章专注于从处理后的影像中提取专业信息的技术。讨论了面向城市、农业和灾害监测等不同应用场景的分类方法。从传统的最大似然、支持向量机（SVM）到最新的卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）在遥感图像语义分割、目标检测中的应用。特别关注了高光谱数据的维度灾难处理（如流形学习、降维技术）以及三维重建技术（如从立体影像和点云数据重建）。 第三部分：应用场景与未来趋势 本书最后一部分将已处理的数据转化为实际的行业应用，并展望了遥感技术的发展方向。 第七章：特定领域遥感数据产品生成 本章根据不同行业需求，介绍了标准产品到特定应用产品的转换流程。包括： 植被与环境监测产品： 植被指数（NDVI, EVI等）的改进算法，叶面积指数（LAI）、叶绿素含量、旱灾监测指数的反演。 水文与海洋学产品： 海面温度（SST）、水体浑浊度（CDOM）、叶绿素浓度的提取与时空变化分析。 城市规划与基础设施监测产品： 建筑轮廓提取、不透水面信息分析、城市热岛效应的量化。 第八章：遥感数据在可持续发展中的作用 探讨了新一代高分辨率遥感数据如何服务于联合国可持续发展目标（SDGs）。分析了高频次、大范围的遥感监测在气候变化影响评估、自然资源管理、精准农业和应急响应中的关键作用，强调了数据融合（如与GIS、物联网数据的融合）的必要性。 第九章：智能化与自主化遥感系统的展望 展望了遥感技术的前沿发展，包括：在轨智能处理与决策的实现路径；边缘计算在卫星载荷上的应用；基于量子计算的复杂遥感反演模型优化潜力；以及下一代成像模式（如超光谱成像、合成孔径雷达干涉测量InSAR的升级）对信息获取能力的革命性提升。 总结 《遥感图像处理与应用：新一代卫星系统设计与数据分析》不仅是一本技术手册，更是一部面向未来遥感信息科学的综合性指南，强调了系统工程与数据科学的深度交叉融合。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，就像是在进行一场思维的探险。作者的笔触并非枯燥的理论堆砌，而是充满了一种对未知世界的好奇与探索。在阅读过程中，我仿佛置身于一个巨大的数据中心，与作者一同思考如何将遥远的卫星“指挥”得井井有条。书中对各种算法的描述，我感觉作者是用一种“庖丁解牛”的方式，将复杂的模型一层层剥开，让我们看到其内在的逻辑和精妙之处。特别是关于目标函数的设计，作者似乎花了大量精力去权衡各种因素，比如成像的优先级、覆盖的区域、资源的消耗等等。这种对细节的极致追求，让我感受到了作者在学术上的认真态度。我个人对其中关于鲁棒性算法的讨论很感兴趣，因为在实际的卫星任务中，突发情况总是难以避免，如何让规划和调度系统在面对这些不确定性时依然能保持高效，这的确是一个值得深入研究的课题。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的字里行间，我能感受到作者对科学研究的执着与热情。即使是一些非常抽象的概念，作者也尝试用通俗易懂的语言去解释，并配以丰富的插图和案例，让读者能够更直观地理解。我尤其欣赏书中在讨论优化模型时，所体现出的那种全局观。不仅仅是考虑单一的任务，而是将整个卫星星座的资源进行统筹规划，这是一种非常系统化的思维方式。书中对不同约束条件的处理，例如电源、通信带宽、姿态控制等，都进行了深入的探讨。这让我意识到，在实际的卫星任务中，需要考虑的因素是如此之多，任何一个环节的疏忽都可能导致整个任务的失败。这本书就像是一位经验丰富的向导，带领我一步步穿越复杂的技术迷宫。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了一种耳目一新的感觉，尤其是它在方法论上的创新之处。作者并没有简单地沿用陈旧的模式，而是积极引入了诸如机器学习、人工智能等前沿技术来解决成像卫星任务规划与调度中的难题。我印象深刻的是书中对某个特定算法的讲解，作者不仅给出了详细的数学推导，还通过大量的仿真实验来验证其性能。这些实验结果直观地展示了新算法在效率和准确性上的优越性，让我对实际应用的前景充满了信心。另外，书中对计算复杂度的分析也十分细致，这对于实际部署和优化算法至关重要。我常常在想，在浩瀚的宇宙中，每一次成功的成像任务背后，都凝聚着多少科研人员的心血和智慧，而这本书正是对这些智慧的结晶的一次精彩呈现。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本学术专著，更像是一扇通往未来科技的大门。我能够感受到作者在撰写此书时，对整个成像卫星技术发展趋势的深刻洞察。书中提出的某些观点，虽然在现阶段可能还处于理论探索阶段，但我相信随着技术的不断进步，它们必将成为现实。我特别喜欢书中关于动态调度和实时重规划的讨论，这正是未来智能化任务规划所必须具备的能力。想象一下，当卫星在太空中遇到突发情况，能够自主地调整任务优先级，重新分配资源，这将极大地提升任务的成功率和科学回报。这本书让我对成像卫星任务规划与调度领域的发展充满了期待，也让我更加坚信科学探索的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，简洁却又不失学术的严谨。当我翻开第一页，就被书中那种对问题刨根问底的精神所吸引。作者在引言部分就点明了当前成像卫星任务规划与调度面临的挑战，例如数据需求的不断增长、有限的资源分配以及如何最大化科学产出等。我尤其欣赏作者在介绍背景知识时所采用的循序渐进的方式，即使我并非该领域的资深专家，也能快速理解研究的必要性和重要性。书中对现有方法的梳理和分析也十分到位，指出了各自的优缺点，为后续提出的新算法奠定了坚实的基础。我特别期待看到书中是如何从这些现有的技术出发，提出更高效、更智能的解决方案的。整本书的排版也十分舒服，文字清晰，图表精美，读起来是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

印刷质量很好，封皮有些脏，内容看完了再说。

评分☆☆☆☆☆

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