[發(fā)明專利]基于Agent的虛擬星座協(xié)作觀測方法

有效

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• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109358345B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 靳鵬;姚靖宇;夏維;胡笑旋;孫海權;胡玉可;馬華偉;羅賀;王國強
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: G01S19/03
• 分類號: G01S19/03
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 翟姝紅

1.一種基于Agent的虛擬星座協(xié)作觀測方法，其特征在于，包括：

觀測目標區(qū)域時，為協(xié)同觀測的多顆衛(wèi)星分配任務，包括：

接收用戶提出觀測目標區(qū)域請求，虛擬星座根據觀測任務請求信息進行任務分解形成元任務；

依據元任務信息、參與規(guī)劃衛(wèi)星信息、數傳資源信息進行任務與資源雙邊匹配形成觀測任務預分配方案；

虛擬星座通過協(xié)商機制，將觀測任務預分配方案分發(fā)給參與規(guī)劃的衛(wèi)星中心，衛(wèi)星中心依據觀測任務預分配方案和當前衛(wèi)星資源能力進行衛(wèi)星任務規(guī)劃，確定衛(wèi)星觀測與數據傳輸動作；

依據任務規(guī)劃的結果生成載荷控制指令，并經由地面測控設備將載荷指令發(fā)送至對地觀測衛(wèi)星，對地觀測衛(wèi)星執(zhí)行相應指令進行觀測與數據傳輸，將獲得的觀測數據發(fā)送給地面接收設備；

虛擬星座對各中心傳送的數據進行處理，并將處理后的數據發(fā)送給用戶；在任務或者執(zhí)行任務的衛(wèi)星出現(xiàn)異常時，基于Agent重新分配任務，完成對目標區(qū)域的觀測，包括：

提出一種包含任務資源層、任務協(xié)同層和行為執(zhí)行層的基于多Agent的三層動態(tài)交互式體系結構模型，其中，

任務資源層是虛擬星座對外接口層，包括任務管理Agent和資源管理Agent；

任務管理Agent負責觀測任務的響應并將觀測結果提交給用戶，從用戶觀測請求對觀測要求出發(fā)，描述完成觀測請求需要滿足的特定邏輯約束，表現(xiàn)為元任務之間的關聯(lián)約束關系，包括互斥關系、共存關系、組合關系、順序關系、指定關系和優(yōu)選關系；

資源管理Agent負責對虛擬星座中的衛(wèi)星平臺、有效載荷及數傳資源進行描述；考慮這些資源在規(guī)劃過程中需要嚴格滿足的硬性約束進行描述，包括衛(wèi)星載荷使用約束、平臺約束、數據傳輸約束和規(guī)劃時段規(guī)則約束；

任務協(xié)同層是虛擬星座體系結構的核心層，包括任務協(xié)同Agent；任務協(xié)同Agent是面向各種復雜協(xié)同任務，為每個協(xié)同任務安排合適的衛(wèi)星資源；功能包括：預先為每個任務安排合適的執(zhí)行資源，在任務和資源出現(xiàn)異常和變化的情況下，通過任務管理Agent和資源管理Agent協(xié)作下，任務協(xié)同Agent按照元任務及資源相似度原則，在各個元任務之間動態(tài)調配資源；

行為執(zhí)行層是各個衛(wèi)星中心對所下達的任務進行執(zhí)行，完成分配任務。

2.根據權利要求1項所述的方法，所述衛(wèi)星中心依據觀測任務預分配方案和當前衛(wèi)星資源能力進行衛(wèi)星任務規(guī)劃，包括：

S1、根據目標區(qū)域感測要求，選擇衛(wèi)星集合；

S2、根據衛(wèi)星集合確定目標區(qū)域時間窗口集合；

S3、基于觀測時間窗口集合計算衛(wèi)星的可觀測區(qū)域；

S4、分別將每個可觀測區(qū)域與目標區(qū)域香蕉，求得交集；

S5、將交集劃分為互相重疊的觀測條帶集合；

S6、將每個觀測條帶的實際時間窗口加入到總的候選觀測機會集合，針對目標區(qū)域進行劃分。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，S1包括：

針對目標區(qū)域O_j，依據其圖像分辨率要求和遙感器類型要求，選擇可用衛(wèi)星集合S′。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，S2包括：

針對每個衛(wèi)星Sⁱ∈S'，計算出衛(wèi)星可對區(qū)域目標實施觀測的時間窗口集合，其中M_ij為時間窗口數，表示時間窗口的開始時間，表示時間窗口的結束時間。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，S3包括：

基于時間窗口集合TZ_ij，計算衛(wèi)星的可觀測區(qū)域可觀測區(qū)域指在滿足分辨率要求的情況下通過側向擺動傳感器所能觀測到的區(qū)域。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，S4包括：

分別將每個可觀測區(qū)域與目標區(qū)域相交求得交集1≤w≤M_ij。