[發明專利]一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用系統及方法

在審

• 申請號: 202210588650.7
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115049225A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 吳限德;高慧斌;李帥;申志強;徐丞隆;張加友;李宇哲;楊玉恒;麻清楠;孫瑜奇;楊海岳;王鈺堯;陳士博;冷淑航;楊若楚;白建東;翟華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于不同載荷衛星集群對地觀測體系的任務時間窗口協同規劃技術領域，具體涉及一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用系統及方法。本發明解決了多類衛星集群的資源調度問題，針對光學衛星集群、SAR衛星集群、電子偵察衛星集群等多種對地觀測資源平臺，可實現多種衛星集群之間觀測資源的充分協同利用。本發明通過面向用戶的架構設計，簡化操作人員操作流程，能夠根據任務靈活調度相關觀測資源，實現多類衛星集群的協同任務規劃需求，利用協同任務規劃方法，對多類衛星集群進行資源分配，并輸出各個衛星集群的觀測方案。本發明具備實時監測功能，可對整個觀測資源平臺的運行狀態及任務的執行情況進行實時監控。

技術領域

本發明屬于不同載荷衛星集群對地觀測體系的任務時間窗口協同規劃技術領域，具體涉及一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用系統及方法。

背景技術

隨著衛星總體設計技術、總裝總測技術、加工生產技術的進步，單個小衛星研制成本降至千萬量級，使得衛星星群協作完成復雜對地觀測任務成為可能，并進行了原理驗證。調用多顆衛星進行協同觀測，可以實現區域搜索、多角度協同、多載荷確認等復雜觀測模式。在緊急情況下，單顆衛星在實際應用中已逐漸被弱化，通過利用多星協作完成較為復雜的對地觀測任務已成為必然趨勢。衛星星群是具有更多數量衛星的在軌協同方式，可有效利用星群成員的觀測資源，滿足用戶更復雜的觀測需求。現階段，存在不同載荷星群之間的協同合作不充分的問題，因此導致整體對地觀測系統資源利用率較低，響應實時性不能滿足需求。面向多任務的星群時間窗口協同規劃充分調用多種載荷衛星集群的觀測系統，是實現高效對地觀測、滿足用戶需求的重要手段。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用系統及方法。

一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用系統，包括資源統籌模塊、任務管理模塊、任務處理模塊、任務規劃模塊；

所述資源統籌模塊具有供查找使用的資源信息查詢接口和能力計算接口，為后續使用中針對不同類型的觀測目標提供觀測、計算服務，資源統籌模塊用于整合現有星群資源，對不同載荷的星群資源以搭載的載荷資源為依據進行初步劃分，并計算出各自星群的對地觀測位置區域，實時更新星群資源的觀測狀態；

所述任務管理模塊用于接受管理任務信息，將簡單任務向后傳遞交由任務處理模塊，對復雜任務進行初步分解，然后將分解所得的多個簡單子任務交由任務處理模塊；

所述任務處理模塊分別從資源統籌模塊和任務管理模塊接收各個星群觀測資源信息和觀測任務基本情況，依據任務的具體要求，合理選取所需要的星群觀測資源，并將任務處理模塊生成的處理結果向后傳遞；

所述任務規劃模塊接收任務處理模塊傳遞的觀測任務，選擇搭載合適載荷的衛星集群觀測資源，并依據星群的對地觀測位置區域生成具體的觀測方案，同時將生成的觀測方案反饋給具體的衛星集群，并將其觀測星群類型、具體觀測資源變動實時反饋至資源統籌模塊。

一種面向多任務的星群時間窗口協同規劃利用方法，包括以下步驟：

步驟1：用戶提出對地觀測需求，資源統籌模塊整合現有星群資源，以觀測位置區域、觀測載荷、觀測優先級為依據統籌得出不同載荷衛星集群之間的對地觀測能力，并為后續計算分配做準備工作；

步驟2：任務管理模塊加載任務集合，如果任務集合存在優先級，則按照優先級大小進行排列；反之，則按照觀測位置的先后進行排序；

步驟3：任務管理模塊判斷新構成任務集合是否可以利用單星進行觀測，若滿足條件則直接通過任務規劃模塊進行任務規劃；反之，則需要利用多類星群資源對任務集合進行觀測，執行步驟4；

步驟4：任務管理模塊對復雜任務進行初步分解，然后將分解所得的多個簡單子任務交由任務處理模塊；