[發明專利]一種敏捷衛星動態任務重規劃方法

有效

• 申請號: 202011185226.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112465296B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 余婧;于龍江;范立佳;楊文濤;張國斌;王躍;高洪濤;梁曉珩;吳限德
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

1.一種敏捷衛星動態任務重規劃方法，其特征在于步驟如下：

(1)判斷采用動態任務重規劃方式，如果能夠獲取衛星全部任務列表，采用基于任務替換的動態重規劃方式，設置插入任務集，將需要插入的任務，放入插入任務集后，進行步驟(2)；如果只能獲取衛星部分任務列表，則采用基于遞歸滑動法的動態重規劃方式，進行步驟(7)；

(2)根據敏捷衛星的軌道參數和成像目標參數，計算插入任務集中每個需要插入的任務執行所需的時間窗口；

(3)將步驟(1)獲取衛星全部任務列表中原始任務的時間窗口與插入任務集中需要插入的任務的時間窗口進行比較，選出衛星全部任務列表中與插入任務之間有資源沖突的任務，形成沖突任務集；沖突任務集中的任務定義為沖突任務；

(4)針對步驟(2)中的插入任務集中的每項插入任務，從沖突任務集中選擇與該項插入任務有資源沖突的任務，比較該插入任務與該項插入任務有資源沖突的任務之間的優先級，若插入任務的優先級高于與該項插入任務有資源沖突的任務，則將與該項插入任務有資源沖突的任務，作為被替換的任務；否則，不將與該項插入任務有資源沖突的任務作為被替換的任務；建立被替換任務集，將選擇的被替換任務放入被替換任務集中，同時從衛星全部任務列表中移除替換任務集中的被替換任務，將與移除的被替換任務對應的插入任務加入衛星全部任務列表中；

(5)將步驟(4)被替換任務集中的被替換任務放入插入任務集，進行步驟(6)；

(6)判斷插入任務集中的任務是否發生變化，若發生變化，返回步驟(2)，若不發生變化，完成用基于任務替換的動態任務重規劃；

(7)設定插入任務集，將需要插入的任務，放入插入任務集；根據敏捷衛星的軌道參數和成像目標參數，計算動態插入任務集中每個需要插入的任務執行所需的時間窗口；

(8)將插入任務集中的各個插入任務，與衛星部分任務列表中該插入任務時間窗口前，且最接近該插入任務的時間窗口的任務進行比較，判斷以上兩任務是否有時間窗口重疊；如果時間窗口沒有重疊，則向衛星部分任務列表中加入該插入任務，完成基于遞歸滑動法的動態重規劃；如果時間窗口有重疊，確定以上兩任務的重疊度；如果以上兩任務的重疊度小于等于設定的重疊度閾值1，進行步驟(9)；如果以上兩任務的重疊度大于設定的重疊度閾值1，進行步驟(10)；

(9)對插入任務時間窗口前的衛星部分任務列表中最接近該插入任務的時間窗口的任務進行時間窗口提前，提前后，若能夠使插入任務時間窗口不沖突，則滿足插入條件，向衛星部分任務列表中加入該插入任務，完成基于遞歸滑動法的動態重規劃；否則，進行步驟(10)；

(10)將插入任務集中的各個插入任務，與衛星部分任務列表中該插入任務時間窗口后，且最接近該插入任務的時間窗口的任務進行比較，判斷以上兩任務是否有時間窗口重疊；如果時間窗口沒有重疊，則滿足插入條件，則在該位置向衛星部分任務列表中加入該插入任務，完成基于遞歸滑動法的動態重規劃；如果時間窗口有重疊，確定以上兩任務的重疊度；如果以上兩任務的重疊度小于等于設定的重疊度閾值2，則進行步驟(11)；如果以上兩任務的重疊度大于設定的重疊度閾值2，則拋棄該插入任務；

(11)對與插入任務沖突的衛星部分任務列表中該插入任務時間窗口后，且最接近該插入任務的時間窗口的任務進行時間窗口調整，若能夠使插入任務時間窗口不沖突，則滿足插入條件，向衛星部分任務列表中加入該插入任務，完成基于遞歸滑動法的動態重規劃；否則，拋棄該插入任務。

2.根據權利要求1所述的一種敏捷衛星動態任務重規劃方法，其特征在于：敏捷衛星，具體為能夠在短時間內實現大角度快速機動的衛星，利用其快速姿態機動能力，能夠迅速改變星上相機對地指向，實現對地面目標的高效、靈活的觀測；敏捷衛星可供選擇觀測模式更加多樣，因而大大增加了其在軌任務規劃問題求解的復雜性。

3.根據權利要求1所述的一種敏捷衛星動態任務重規劃方法，其特征在于：衛星全部任務列表，具體為：敏捷衛星任務規劃中利用衛星資源，針對大量的用戶任務需求，制定合理的任務執行計劃，即在滿足衛星觀測約束下，為衛星在時間軸上制定的觀測目標列表；它是多資源、多任務、多時間窗口、多優化目標和多約束的組合優化問題。