遥感卫星任务规划技术: 现状与展望

伴随人类对地表图像数据需求的增长和航天技术的进步, 遥感卫星对地观测系统的建设正在全球兴起, 但日益增长的个性化需求和规模化资源对卫星任务规划技术提出了新的挑战. 针对卫星任务规划关键环节, 分别综述了需求筹划和卫星调度的研究现状. 面向未来遥感卫星应用需求, 讨论了任务规划技术面临的挑战, 并结合新型信息技术, 提出了任务规划技术的可能发展方向, 为构建自动化、智能化和网络化的卫星任务规划系统提供借鉴和思路.

遥感卫星具备全天时、全天候和多角度对地观 测能力, 在资源普查、农业与环境监测、灾害应急管 理、军事侦察与监视等众多领域发挥着极其重要的 作用, 是国家的重大空间基础设施[1-7] . 加强遥感卫星 对地观测系统建设, 已成为我国和世界主要发达国家 的重要战略举措, 对社会经济发展、国防建设和科技 研究等方面具有重要意义. 美国于 1972 年成功发射陆地 1 号卫星（Landsat-1）, 翻开了航天对地观测的新篇章[8] , 此后遥感卫 星观测系统的建设呈现了由单星向多星、星座乃至星 群协同应用的演变趋势, 如法国分别于 2012 年和 2014 年发射了地球观测系统 （systeme probatoire d' observation de la terre，SPOT）卫星 SPOT-6、SPOT-7，与 全色和多光谱遥感卫星 （panchromatic and multispectral remote sensing satellites，pleiades）Pleiades- 1A 和 Pleiades-1B 进行组网观测[9]；我国自 1999 年起陆 续建设了“资源”“环境减灾”“高分”和“海洋”等系列遥 感卫星, 目前在轨数量已达数十颗, 形成了具备高空间、 时间、光谱分辨率能力的对地观测系统[10]；美国星球实 验室（Planet Labs）陆续建设了包含鸽群（flocks）2p, 3p, 3m, 2k 和鸽群先锋（dove pioneer）等星座组成的涵盖 180 颗各类型卫星的观测群[11] . 随着卫星数量和能力的 不断提升, 以及对地观测需求的持续增长, 如何管好、 用好在轨卫星成为重大的战略需求, 而卫星任务规划 技术正是解决该问题的核心关键技术之一.