[發明專利]考慮指令上注的多星應急任務規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 201810060473.9
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108171443B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 靳鵬;王超超;胡笑旋;夏維;張海龍;孫海權;羅賀;馬華偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;余罡

本發明提供了一種考慮指令上注的多星應急任務規劃方法及裝置，本發明根據測控站與每個衛星的可見時間窗，確定了若干個調度決策時刻，并在每個調度決策時刻判斷是否有應急任務加入，從而能夠及時發現加入的應急任務，提高了對應急任務處理的效率。利用上注完成時間篩選任務的可用可見時間窗，從而保證了在完成上注后才進行相關任務的觀測。在為應急任務選取可用可見時間窗時考慮了應急任務的完成期限，確保了應急任務在預定的完成期限內完成。利用精確算法對應急任務與常規任務的加權和進行任務規劃，能夠快速的為每個應急任務安排目標可用時間窗，不僅能夠提高應急任務的規劃效率和收益，并且能夠保證整體的任務完成率。

技術領域

本發明涉及衛星任務規劃領域，具體涉及一種考慮指令上注的多星應急任務規劃方法及裝置。

背景技術

隨著衛星技術的不斷發展和用戶對遙感數據需求的不斷提高，對地觀測衛星開始在重大自然災害、突發事件等應急任務中扮演著越來越重要的角色，成為獲取信息的重要手段。在應用過程中，衛星是按照相關需求對地表特定區域進行成像，并將形成的圖像發送給地面的接收站。

目前，衛星任務規劃主要面向固定周期的靜態任務規劃，任務規劃方法普遍采用約束優化建模，綜合考慮星地資源使用約束條件，以最大化綜合成像收益，通過遺傳算法、貪婪算法等多目標優化算法，獲得衛星最優或近似最優任務規劃方案。這種任務規劃方法沒有充分考慮應急任務的不確定性和緊急性，同時沒有考慮任務規劃指令上注等工作流程對應急任務規劃的影響，造成得到的任務規劃不夠合理，無法在在考慮衛星指令上注環節的情況下，利用有限的衛星資源對應急任務進行快速合理的規劃，以使應急任務能夠在截止時間內最早完成，同時保證衛星的整體任務完成率。總之，現有技術中的衛星任務規劃，動態調整性不足，工程適用性不強，不適用于考慮指令上注環節下的應急任務的規劃問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種考慮指令上注的多星應急任務規劃方法及裝置，克服了現有技術中在進行應急任務規劃時沒有考慮應急任務的不確定性、緊急性、上注指令需要時間、應急任務的完成期限的問題以及應急任務需要進行指令上注和數據下傳的環節。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

第一方面，提供了考慮指令上注的多星應急任務規劃方法，所述方法包括如下步驟：

接收應急任務和常規任務，并作為輸入，并利用如下步驟對接收的應急任務和常規任務進行處理：

根據測控站與每個衛星的可見時間窗確定若干個調度決策時刻，在每個調度決策時刻利用決策調度機制來確定是否為調度時刻，并針對每個所述調度時刻進行任務規劃，確定每個衛星相對于所述調度時刻的待規劃任務集合；

確定每個衛星相對于所述調度時刻的任務規劃序列的指令上注完成時間，

確定每個應急任務在每個衛星上的每個可用可見時間窗以及每個常規任務在每個衛星上的每個可用可見時間窗；

根據待規劃任務集合中，每個應急任務在每個衛星上的每個可用可見時間窗以及每個應急任務的權重，確定應急任務數量和與權重和的加權和，得到第一和；

根據待規劃任務集合中，每個常規任務在每個衛星上的每個可用可見時間窗以及每個常規任務的權重，確定常規任務數量和與權重和的加權和，得到第二和；

設計精確算法來確定所述第一和與第二和的加權和，并根據所述第一和與第二和的加權和確定所述待規劃任務集合中每個任務的目標可見時間窗；

根據每個任務的目標可見時間窗，確定針對所述待規劃任務集合的任務規劃序列，并作為輸出。

結合第一方面，在另一種可能的實現方式中，所述調度時刻根據如下步驟確定：