[發明專利]空間在軌服務任務調度方法、裝置和計算機設備

在審

• 申請號: 202110014322.1
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112598332A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 蔡偉偉;楊樂平;龍洗;朱彥偉;黃渙
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種空間在軌服務任務調度方法，其特征在于，所述方法包括：

構建服務航天器對應的初始任務序列和初始時間序列；

根據服務航天器和目標航天器的任務指派組合對應的綜合指標最小為優化目標，將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中；所述綜合指標是根據目標航天器的優先級以及任務指派組合的任務成本指標確定的；

獲取當前時刻空閑的服務航天器數量和待服務的目標航天器數量，根據所述優化目標，確定當前時刻空閑的服務航天器和待服務的目標航天器的任務指派組合，根據當前任務指派組合，更新所述初始任務序列和所述初始時間序列，得到服務航天器的任務序列和時間序列；

根據所述任務序列和所述時間序列，進行空間在軌服務任務調度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據服務航天器和目標航天器的任務指派組合對應的綜合指標最小為優化目標，將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中，包括：

獲取服務航天器和目標航天器的任務指派組合對應的綜合指標為：

其中，s_p表示第p個服務航天器，r_q表示第q個目標航天器，ω_P和ω_H表示權重系數，表示綜合指標，表示目標航天器的優先級，表示任務成本指標；

以所述綜合指標最小為優化目標，將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

確定任務成本指標為：

其中，ω_ΔT和ω_ΔV表示權重系數，ΔT表示服務航天器s_p通過軌道轉移接近目標航天器r_q所消耗的時間，|ΔV|²表示總能量消耗，ΔV表示速度增量。

4.根據權利要求1至3任意一項所述的方法，其特征在于，根據服務航天器和目標航天器的任務指派組合對應的綜合指標最小為優化目標，將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中，包括：

根據服務航天器和目標航天器的任務指派組合，構建綜合指標矩陣；所述綜合指標矩陣中的元素為所述綜合指標；

多次遍歷所述綜合指標矩陣，得到所述綜合指標矩陣中元素取值最小的元素，確定對應的任務指派組合，并將任務指派組合在所述綜合指標矩陣對應的行和列設置為無窮大，并將所述任務指派組合中空閑的服務航天器分配至目標航天器進行服務；以此將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在根據當前任務指派組合，更新所述初始任務序列和所述初始時間序列，得到服務航天器的任務序列和時間序列之后，所述方法還包括：

根據預先設置的時間約束和預先設置的能量約束，確定所述任務序列和時間序列是否滿足所述時間約束和所述能量約束；

若否，則對權重系數進行調整或者刪除所述任務序列中的元素數量。

6.一種空間在軌服務任務調度裝置，其特征在于，所述裝置包括：

初始序列構建模塊，用于構建服務航天器對應的初始任務序列和初始時間序列；

初始指派模塊，用于根據服務航天器和目標航天器的任務指派組合對應的綜合指標最小為優化目標，將目標航天器指派至所述初始任務序列和所述初始時間序列中；所述綜合指標是根據目標航天器的優先級以及任務指派組合的任務成本指標確定的；

更新模塊，用于獲取當前時刻空閑的服務航天器數量和待服務的目標航天器數量，根據所述優化目標，確定當前時刻空閑的服務航天器和待服務的目標航天器的當前任務指派組合，根據當前任務指派組合，更新所述初始任務序列和所述初始時間序列，得到服務航天器的任務序列和時間序列；

調度模塊，用于根據所述任務序列和所述時間序列，進行空間在軌服務任務調度。