[發(fā)明專利]衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃方法、裝置、存儲介質(zhì)和電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110423098.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113313348B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡笑旋;秦雪敏;馬華偉;夏維;靳鵬;羅賀;王國強;唐奕城
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京久誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

1.一種衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取衛(wèi)星集合和觀測任務(wù)集合；

S2、從衛(wèi)星集合中選出當前規(guī)劃衛(wèi)星；

S3、對所述當前規(guī)劃衛(wèi)星進行任務(wù)資源匹配；

S4、從未規(guī)劃衛(wèi)星集合中刪除所述當前規(guī)劃衛(wèi)星，更新未規(guī)劃衛(wèi)星集合，返回步驟S2，直到?jīng)]有衛(wèi)星資源能夠再進行規(guī)劃，結(jié)束任務(wù)規(guī)劃，生成初始任務(wù)規(guī)劃序列；

S5、構(gòu)建衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化模型；

S6、基于所述初始任務(wù)規(guī)劃序列、所述衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化模型和改進的鄰域搜索算法獲取最終的優(yōu)化任務(wù)規(guī)劃方案，所述改進的鄰域搜索算法的改進之處包括在迭代中可以接受不可行解；

其中，所述衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化模型包括：

適應(yīng)度函數(shù)為

其中：

表示完成任務(wù)T_m的觀測得到的收益；表示違反約束懲罰值，如果規(guī)劃方案解R_solution為可行解否則分別表示解的能量約束懲罰值、儲存容量約束懲罰值、時間窗約束懲罰值以及最長工作時間約束懲罰值，β，λ、為平衡量綱參數(shù)；R_solution＝{R₁,R₂,...R_n,...R_N}表示一個任務(wù)規(guī)劃方案；R_n表示衛(wèi)星S_n的執(zhí)行任務(wù)序列，按照衛(wèi)星S_n依次執(zhí)行觀測任務(wù)的先后順序排列而成；

約束條件包括：

能量約束懲罰約束、儲存容量約束懲罰約束、時間窗約束懲罰約束和最長工作時間懲罰約束，其計算公式如下：

其中：

表示0和之間的較大值；表示S_n已觀測任務(wù)消耗的能量，表示衛(wèi)星S_n觀測單位時間消耗的能量，表示任務(wù)T_m觀測所需時間；表示S_n偏轉(zhuǎn)角進行調(diào)整時消耗的能量，其中x_ijn為0，1變量，當衛(wèi)星S_n在觀測任務(wù)T_i后觀測任務(wù)T_j，x_ijn＝1，否則的話等于0；表示S_n從觀測任務(wù)T_i到觀測任務(wù)T_j之間的調(diào)整時間；表示衛(wèi)星S_n單位時間姿勢調(diào)整消耗的能量；

其中：

表示0和之間的較大值；表示當前規(guī)劃衛(wèi)星S_n已經(jīng)消耗的儲存容量，表示當前規(guī)劃衛(wèi)星S_n觀測單位時間消耗的儲存容量，表示任務(wù)T_m觀測所需時間，表示衛(wèi)星S_n觀測任務(wù)T_m需要耗費的儲存容量，為衛(wèi)星S_n的最大儲存容量；

其中：

表示0和之間的較大值，表示任務(wù)T_m的最遲開始觀測時間，表示衛(wèi)星S_n嘗試對任務(wù)T_m執(zhí)行觀測的時間，表示和T_i^star之間的較大值，T_i表示衛(wèi)星S_n執(zhí)行任務(wù)T_m之前執(zhí)行的觀測任務(wù)，表示衛(wèi)星S_n嘗試對任務(wù)T_i執(zhí)行觀測的時間，如果T_i為S_n第一個觀測任務(wù)，T_i^star表示任務(wù)T_i的最早開始觀測時間；t_imn表示S_n從觀測任務(wù)T_i到觀測任務(wù)T_m之間的調(diào)整時間，表示任務(wù)T_i觀測所需時間；

其中：

表示0和之間的較大值，為衛(wèi)星最長工作時間，為衛(wèi)星實際工作時間，它主要由三部分組成，表示衛(wèi)星執(zhí)行任務(wù)觀測時間，表示任務(wù)T_m觀測所需時間；表示衛(wèi)星姿勢轉(zhuǎn)換所消耗的時間，其中x_ijn為0，1變量，當衛(wèi)星S_n在觀測任務(wù)T_i后觀測任務(wù)T_j，x_ijn＝1，否則的話等于0；表示S_n從觀測任務(wù)T_i到觀測任務(wù)T_j之間的姿勢調(diào)整時間；表示衛(wèi)星S_n所消耗的等待時間，表示和0之間的較大值，表示任務(wù)T_m的最早開始觀測時間，表示當前規(guī)劃衛(wèi)星S_n嘗試對任務(wù)T_m執(zhí)行觀測的時間，表示和之間的較大值，T_i表示當前規(guī)劃衛(wèi)星S_n執(zhí)行任務(wù)T_m之前執(zhí)行的觀測任務(wù)，t_imn表示S_n從觀測任務(wù)T_i到觀測任務(wù)T_m之間的調(diào)整時間，表示任務(wù)T_i觀測所需時間。