[發明專利]一種用于星群協同工作的任務分配方法

在審

• 申請號: 202011024306.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112257902A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 姜洋;于龍江;范立佳;楊文濤;王躍;張國斌;高洪濤;余婧;李雨廷
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

一種用于星群協同工作的任務分配方法，步驟如下：地面對星群中任意一個衛星上注任務序列，接收到任務序列的衛星即為本輪任務招標星；本輪任務招標星制作每個任務的招標任務書，廣播給星群中的所有衛星；星群中的各衛星根據任務、自身狀態和能力確認自己是否有能力完成任務，如不能完成則放棄投標；如能完成，則作為投標星，進行任務投標；任務招標星根據投標的合同情況對各衛星的投標進行評估，判斷并發布每個任務的中標星和星群總體效能，完成任務分配。本發明充分發揮星群的觀測潛力，實現多星任務規劃，解決多星系統與動態任務的在線調度分配問題。

技術領域

本發明屬于天基對地觀測技術領域，涉及多星系統與動態任務在線調度分配技術，具體涉及一種用于星群協同工作的任務規劃方法，可用于星群快速拼幅、區域搜索等星群協同工作任務分配。

背景技術

隨著航天技術的發展，通過星群協同對某區域進行觀測和數據傳輸成為對地遙感任務發展的一種趨勢，由于星群中各衛星的任務優先級不同，其不同分配方案導致任務整體收益變化，因此需對星群中各衛星的工作進行優化分配，以期獲得最大收益，這使得搜索觀測任務中的星群各衛星工作優化分配成為制約關鍵問題，同時也是國際上的一個難點問題。傳統的研究中，通常基于收益總和建立衛星收益函數，未考慮較快的時間內開始任務這一因素，使得建立的收益函數具備局限性，未能充分挖掘星群的觀測潛力；同時，傳統的集中式任務分配方法對于靜態任務集合，也就是任務規模和范圍都不變的情況下，效果較好，而真實的衛星星座/星群任務調度過程中，經常會有新任務的加入，傳統集中式任務分配方法無法滿足任務需求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種用于星群協同工作的任務分配方法，充分發揮星群的觀測潛力，實現多星任務規劃，解決多星系統與動態任務的在線調度分配問題。

本發明解決技術的方案是：

一種用于星群協同工作的任務分配方法，該方法的步驟包括：

步驟一，地面對星群中任意一個衛星上注任務序列，接收到任務序列的衛星即為本輪任務招標星；

步驟二，本輪任務招標星制作第k個任務的招標任務書，廣播給星群中的所有衛星；

步驟三，星群中的各衛星根據任務、自身狀態和能力確認自己是否有能力完成任務，如不能完成則放棄投標；如能完成，則作為投標星，進入步驟三，進行任務投標；

步驟四，根據單星任務分配算法進行計算，如果能夠將該任務插入到原有任務序列中，則提交買賣合同；若不能實現任務插入，則無有效的買賣合同，采用交換合同投標，即投標星將自己原有任務序列的某個任務交給任務招標星星完成，自己去完成招標的任務；若無法提出交換合同或是交換合同不被接納，則采用置換合同投標，即投標星將原有任務序列中的某個任務舍棄，空出資源來完成招標的任務；

步驟五，任務招標星根據投標的合同情況對各衛星的投標進行評估，判斷并發布第k個任務的中標星和星群總體效能；

步驟六，遍歷任務序列中的所有任務，針對每一個任務，重復步驟二—步驟五，逐一完成所有任務的招標，完成星群中各衛星的任務分配工作。

所述步驟三中，第j個衛星判斷自己是否有能力完成第k個任務的方法如下：