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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种基于SPBO算法的多载荷卫星星座设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116170059B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310119660.0，技术领域涉及：H04B7/185；该发明授权一种基于SPBO算法的多载荷卫星星座设计方法是由贾庆贤;张永康;吴云华;孙祈;于丹设计研发完成，并于2023-02-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于SPBO算法的多载荷卫星星座设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于学生心理算法SPBO的多载荷卫星星座设计方法，涉及卫星星座设计领域。本发明考虑了SAR载荷卫星与光学载荷卫星实际工程中的约束，以紧急任务目标区域重访时间，平均覆盖率作为多载荷卫星星座设计优化目标，SPBO应用到多载荷卫星星座设计中，根据SPBO的特点和卫星星座轨道参数的特点，提出该算法应用于卫星星座设计领域的迭代方式。本发明流程清晰且无需调整参数，容易实现。

本发明授权一种基于SPBO算法的多载荷卫星星座设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于SPBO算法的多载荷卫星星座设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，在给定目标区域以及星座卫星数量的约束条件下，随机生成一定数量的卫星轨道参数并由此搭建初始卫星星座，拟定星座中卫星数量为2n颗，初始种群数量pop，在此基础上生成三个初始参数矩阵分别为：轨道高度矩阵HN、平近地点角与近地点幅角矩阵与SAR轨道倾角与光学载荷卫星轨道倾角矩阵与 与矩阵维度为n*2pop，其中WOw＝{WO1,WO2,…,WOpop}为平近地点角，WOo＝{WOpop+1,WOpop+2,…,WO2pop}为近地点幅角参数； 步骤2，与STK软件互联得到卫星星座针对指定目标区域的最大重访时间间隔以及平均覆盖率，基于卫星轨道参数生成初始种群，其中，初始种群生成方式为：根据若干个卫星星座轨道参数生成初始种群，将针对目标区域的最大重访时间间隔数据Z_max作为该初始种群中个体的目标函数值，该初始种群结合步骤1中生成的卫星轨道参数数据作为SPBO算法的初始种群，任意一个种群表达为T＝{T1,T2,…,Tn,…,TN}，种群中每个个体表达为Tn，其中 步骤3，计算初始种群的最大重访时间间隔，并按照最大重访时间间隔的大小由小到大对种群个体进行排列，将排列后的种群作为第一代种群； 所述重访时间间隔为该卫星星座下针对目标区域的某个位置点的访问前后两次时间差值，计算方式如下： 对目标区域进行网格化处理，根据区域采样分辨率进行目标区域划分，将网格的每一个点作为数据点PN传输并且保存；由于步骤1中的卫星星座在模拟场景时间内将会多次经过数据点，通过对当前次访问数据点所在位置的时间进行一次记录，当下一次卫星经过该数据点时记录访问时间根据同一个数据点前后两次时间差值确定该位置在当前星座下的重访间隔Timen； 步骤4，基于SPBO算法对上一代种群进行更新得到新种群，按照最大重访时间间隔的大小由小到大对新种群个体进行排序更新，更新后的种群作为当前迭代计算得到的种群，并保留最大重访时间间隔最小对应的卫星轨道参数以及重访时间间隔数据； 所述SPBO算法为：将上一代种群中的卫星星座轨道参数以及对应的卫星星座对目标区域的最大重访时间适应度按学生心理分为最优秀、优秀、普通和末端学生四类，并对不同类别的个体采用不同的迭代方式，形成新的种群；其中， 最优秀学生对应最大重访时间最小适应度最好的轨道参数，采用单点变异操作和交叉操作对最优秀学生进行调整； 优秀学生采用单点变异和相邻互换的变异操作进行调整，在调整后的优秀学生中挑选一部分优秀学生，采用交叉操作对随机挑选的优秀学生再次进行调整； 普通学生对应适应度排名落后的任务序列，采用相邻互换的变异操作和交叉操作进行调整； 末端学生对应适应度排名末尾的任务序列，采用单点变异操作和交叉操作进行调整； 新种群的生成方法为：随机抽取种群中的一个个体并进行判断，若该个体属于最优秀学生，则将该个体中的轨道参数随机赋给其余群体中的某一个个体完成更新操作；若该个体属于优秀学生，则将适应度最高的个体参数赋给该个体；若该个体属于中等偏下及以下的群体，则将该个体与其相邻的个体进行交叉互换完成更新操作； 步骤5，判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数，若是则输出步骤4中最大重访时间间隔最小的个体，否则迭代次数加1，将当前迭代计算得到的种群作为上一代种群并返回步骤4。

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