[發明專利]一種基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法

在審

• 申請號: 201611186930.6
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106611292A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 付偉;劉曉麗;劉洪剛;孔慶玲;高朝暉;岳群彬;張恒;趙超;陳金勇;顏博;李苒;張琦
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/12
• 代理公司: 河北東尚律師事務所13124
• 代理人: 王文慶

1.一種基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過分析各衛星的工作模式與使用特點，提煉出通用的約束處理規則；所述通用的約束處理規則為多星通用的約束檢驗方法；

步驟2、利用遺傳算法對任務規劃問題解空間進行搜索，在搜索過程中依據通用的約束處理規則，并采用多準則加權和的評價方法快速得到衛星任務規劃方案。

2.根據權利要求1所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，所述約束檢驗方法包括成像時間約束的檢驗方法、動作時間間隔約束的檢驗方法、滑動圈約束的檢驗方法、數傳時間約束的檢驗方法以及固存約束的檢驗方法。

3.根據權利要求1所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，所述步驟2具體包括以下步驟：

(a)將每個衛星任務的編號抽取至衛星任務集合中；

(b)對衛星任務集合內的所有衛星任務采用隨機算法生成表現型種群；所述表現型種群包含多個表現型個體；

(c)將表現型種群進行編碼生成二進制型種群；所述二進制型種群包含多個二進制型個體；

(d)根據二進制型個體的染色體排列的先后順序和通用的約束處理規則，對每個表現型個體進行資源分配生成衛星任務規劃方案；

(e)采用多準則加權和的評價方法計算衛星任務規劃方案的適應度，將適應度最大的方案對應的表現型個體和二進制型個體作為最優表現型個體和最優二進制型個體進行保留；

(f)對二進制型種群進行遺傳操作，生成新的二進制型種群；對新的二進制型種群中的每一個二進制型個體分別進行解碼一一對應生成新的表現型個體；

(g)判定種群迭代次數是否已達用戶配置的種群迭代進化最大代數，如果已達到，則將保留的最優表現型個體和最優二進制型個體對應的衛星任務規劃方案進行輸出；否則，對新的二進制型個體和新的表現型個體執行步驟(d)。

4.根據權利要求3所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，步驟(c)中將表現型種群進行編碼生成二進制型種群，具體為：表現型種群中的每個衛星任務有“執行”和“不執行”兩種狀態，在編碼生成二進制型種群時，0表示不執行，1表示執行。

5.根據權利要求3所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，步驟(e)所述的多準則加權和的評價方法包括以下評價值：目標數目評價值f₁、目標重要性評價值f₂、偵察效果評價值f₃和附加影響評價值f₄；衛星任務規劃方案的適應度fitness，計算方式為：

其中，X₁、X₂、X₃、X₄分別為目標數目評價值的權值、目標重要性評價值的權值、偵察效果評價值的權值和附加影響評價值的權值。

6.根據權利要求2所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，成像時間約束的檢驗方法的配置內容包括：開機與首次成像間隔時間、關機與末次成像間隔時間、一次成像最長和最短時間、單次開機最長成像時間和最短成像時間以及單次開機最大成像次數和最小成像次數。

7.根據權利要求2所述的基于可配置通用約束處理規則的衛星任務規劃方法，其特征在于，動作時間間隔的檢驗方法，包括如下步驟：

(1)將待檢驗衛星任務按時間先后排序；

(2)根據待檢驗衛星任務與前一衛星任務的內容查找相應時間間隔；

(3)驗證時間間隔是否滿足動作時間間隔約束，若是，根據待檢驗任務與后一衛星任務的內容查找相應時間間隔，執行步驟(4)；否則，待檢驗衛星任務違反約束處理規則；

(4)驗證時間間隔是否滿足動作時間間隔約束，若是，待檢驗衛星任務滿足約束處理規則；否則，待檢驗衛星任務違反約束處理規則。