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# 空天快响算法库

* V1.0 - 2025/03/24: 添加北斗编码模块, 目标区域网格模块， 无人机任务规划模块

## 北斗编码 _ktkx.beidou_

* GBT+39409-2020 北斗网格位置码, 实现非两级区域10级网格编解码, 两级区域3级网格编解码, 全区域10级高度码

    |  网格层级  |  网格码长度  |  网格大小   |  高度码长度  |  网格高度   |  总长度  |
    | :--: | :--: | :--: | :--: | :--: | :--: |
    |  1   |  4  |  $6\degree\times4\degree$   |  3  |  $445.28km$  |  7  |
    |  2   |  6  |  $55.66km\times55.66km$   |  4  |  $55.66km$  |  10  |
    |  3   |  7  |  $27.83km\times18.55km$   |  5  |  $27.83km$  |  12  |
    |  4   |  9  |  $1.85km\times1.85km$   |  6  |  $1.85km$  |  15  |
    |  5   |  11  |  $123.69m\times123.69m$   |  7  |  $123.69m$  |  18  |
    |  6   |  12  |  $61.84m\times61.84m$   |  8  |  $61.84m$  |  20  |
    |  7   |  14  |  $7.73m\times7.73m$   |  9  |  $7.73m$  |  23  |
    |  8   |  16  |  $0.97m\times0.97m$   |  10  |  $0.97m$  |  26  |
    |  9   |  18  |  $12cm\times12cm$   |  11  |  $12.1cm$  |  29  |
    |  10   |  20  |  $1.5cm\times1.5cm$   |  12  |  $1.5cm$  |  32  |

* V1.0 - 2025/03/24:
  * 新增:  
    * 实现非两级区域10级网格编解码, 两级区域3级网格编解码
    * 全区域10级高度码

### 北斗区域网格码 _ktkx.beidou.LocationCode_

#### 编码 _ktkx.beidou.LocationCode.to_code()_

* **Args:**  
 **lon(SupportsFloat):** 经度(deg), Range: [-180, 180]  
 **lat(SupportsFloat):** 纬度(deg), Range: [-90, 90]  
 **alt(SupportsFloat):** 高程(m), Range: [-6378137, inf], Defaults: None  
 **level(int):** 网格层级, Range: [1, 10], Defaults: 10  
 **dimension(int):** 网格维度, Range: 2 or 3, Defaults: 2  

* **Returns:**  
 **str:** 二/三维网格码  

#### 解码 ktkx.beidou.LocationCode.to_coordinate()

* **Args:**  
 **code(str):**  二/三维网格码
 **dimension(int):** 网格码维度, Range: 2 or 3, Defaults: 2

* **Returns:**  
 **NDArray:**  
  NDArray[float, float]: 经度(deg), 纬度(deg)  
  NDArray[float, float, float]: 经度(deg), 纬度(deg), 高程(m)

## 区域 _ktkx.region_

* 将二维区域目标按照指定的网格层级进行离散化, 储存区域和网格信息

* V1.0 - 2025/03/24:
  * 新增:
    * 将二维区域目标按照指定的网格层级进行离散化
  * 待解决:
    * 由于进程竞争锁, 并行计算速度远低于但进程计算, 后续用Cyhton进行并行计算
    * 点和线目标的区域类

### 区域类 _ktkx.region.Region_

#### 初始化区域 _ktkx.region.Region()_

* **Args:**  
 **coordinates(List[Tuple[float, float]])**: 区域顶点经纬度坐标(deg)  
 **level(int)**: 北斗网格层级  
 **workers(int)**: 并行数量  

#### 区域离散化层级 _ktkx.region.Region.level: int_

#### 区域多边形 _ktkx.region.Region.polygon: Polygon_

#### 网格数组 _ktkx.region.Region.grid_array: NDArray_

#### 网格位置码数组 _ktkx.region.Region.grid_code_array: NDArray_

#### 网格中心数组 _ktkx.region.Region.grid_center_array: NDArray_

#### 网格面积数组 _ktkx.region.Region.grid_area_array: NDArray_

### 网格 _ktkx.region.Grid_

#### 初始化网格 _ktkx.region.Grid()_

* **Args:**  
 **code(str)**: 北斗二维地理网格码  
 **center(NDArray)**: 网格中心点, Defaults: None  
 **full_grid(bool)**: 网格是否完整, Defaults: True  
 **polygon(Polygon)**: 网格多边形, Defaults: None  

* **Examples:**

  * 创建完整网格
  >Grid(code = code)
  * 创建不完整网格
  >Grid(code = code, polygon = polygon, full_grid = False)

#### 网格码 _ktkx.region.Grid.code: str_

#### 网格层级 _ktkx.region.Grid.level: int_

#### 网格经度差 _ktkx.region.Grid.delta_lon: float_

#### 网格纬度差 _ktkx.region.Grid.delta_lat: float_

#### 网格中心 _ktkx.region.Grid.center: NDArray_

#### 网格多边形 _ktkx.region.Grid.polygon: Polygon_

#### 网格是否完整 _ktkx.region.Grid.full_grid: bool_

## 无人机 _ktkx.uav_

* 考虑无人机的续航约束, 对无人机的区域推扫任务进行航线规划![alt text](markdown/UavPlanning.png)

* V1.0 - 2025/03/24:
  * 新增:  
    * 实现无人机类, 包含无人机开始结束位置, 无人机续航约束  
    * 使用贪心算法对进行任务规划首层网格规划
    * 使用ortools中启发式算法进行优化
  * 待实现
    * 距离矩阵并行计算
    * 网格内任务规划
    * 多目标任务规划

### 无人机类 _ktkx.uav.Uav_

#### 初始化无人机 _ktkx.uav.Uav()_

* **Args**:  
 **id(int)**: 无人机ID  
 **start_coordinate(NDArray)**: 无人机起始经纬度坐标(deg)  
 **end_coordinate(NDArray)**: 无人机结束经纬度坐标(deg)  
 **endurance(SupportsFloat)**: 无人机续航里程(m)

#### 无人机ID _ktkx.uav.Uav.id (int)_

#### 起始坐标 _ktkx.uav.Uav.start_coordinate: NDArray_

#### 起始网格码 _ktkx.uav.Uav.start_code: str_

#### 结束坐标 _ktkx.uav.Uav.end_coordinate: NDArray_

#### 结束网格码 _ktkx.uav.Uav.end_code: str_

#### 续航里程 _ktkx.uav.Uav.endurance: SupportsFloat_

### 无人机任务规划类 _ktkx.uav.UavPlanning_

#### 初始化任务规划 _ktkx.uav.UavPlanning()_

* **Args:**  
 **region(ktkx.region.Region)**: 目标区域  
 **uav_list(list[ktkx.uav.Uav])**: 无人机列表  

#### 规划初始解 _ktkx.uav.UavPlanning.init_solve_

* **Returns:**  
 **list[list[int]]:** 无人机节点规划结果  
  list(i): 第i架无人机规划结果  
   list(i)(j): 第i架无人机经过的第j个节点  

#### 规划优化解 _ktkx.uav.UavPlanning.solve_

* **Args:**  
 **time(SupportsFloat):** 最长优化时间