[发明专利]卫星接收任务分配方法

说明书

一种卫星接收任务分配方法，包括采用分治法对卫星接收任务规划问题进行分解，将大任务量的卫星数据接收任务问题分解为多个小任务量的子问题；对每一冲突任务集合，考虑星地资源约束，利用遗传算法优化配置每个卫星数据接收任务的地面接收资源，达到充分利用地面接收资源的目的。本发明的方法一方面采取分而治之的并行策略，大大提高了卫星接收任务规划的效率；另一方面对每个小任务量的卫星接收任务规划问题采用遗传算法，快速且充分分配地面接收资源，获取优化的卫星接收任务规划方案。本发明方法采用自动的方式，解放了操作员的脑力，大大提高了规划效率和对应急任务响应能力。

技术领域

本发明涉及航天地面接收领域，更具体地涉及一种卫星接收任务分配方法。

背景技术

卫星接收任务规划针对各个卫星机构下达的卫星数据接收任务，在地面接收资源有限的条件下，综合利用分治法和遗传算法的对卫星数据接收任务进行地面接收资源冲突消解，形成无冲突和优化的卫星数据接收任务规划方案，以达到充分利用地面接收资源的目的。

传统的卫星数据接收任务分配靠操作员手动分配地面接收资源，这种方法存在两方面的缺陷。其一，地面接收资源的利用率较低，尤其在卫星数据接收任务量较多且冲突的前提下，靠手动分配资源在很大程度上不能充分发挥地面接收资源的接收能力。其二，操作员的效率低，操作员需要实时考虑卫星数据接收任务的资源占用情况，且需要对资源做验证处理，这都需要耗费大量的时间和精力，导致传统的卫星数据接收任务分配方法效率低下，不能及时响应任务的突发情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提供一种卫星接收任务分配方法，在综合考虑地面接收资源的前提下，利用分治法将大任务量的卫星数据接收任务分配问题分解为多个小任务量的子问题；而利用遗传算法针对每个小任务量的子问题进行求解以快速形成无冲突和优化的卫星数据接收任务分配方案，从而达到充分利用地面接收资源的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种卫星接收任务分配方法，包括以下步骤：

步骤1、采用分治法对卫星接收任务规划问题进行分解，将大任务量的卫星数据接收任务问题分解为多个小任务量的子问题；

步骤2、对每一冲突任务集合，考虑星地资源约束，利用遗传算法优化配置每个卫星数据接收任务的地面接收资源，达到充分利用地面接收资源的目的。

其中，所述步骤1中采用分治法将大任务量的卫星数据接收任务分配问题分解的步骤如下：

(a)将TASK中的卫星数据接收任务按照计划开始时间planStart由小到大排序，排序后的冲突任务集合重新置于TASK中：

TASK＝{task_i|i∈[0，n-1]，n＞1，planStart_i≥planStart_i-1}；

其中，TASK为卫星数据接收任务，用7元组表示如下：

task＝(taskNum，sat，planStart，planEnd，antenna，taskSetNum，weight)；

其中，taskNum代表作业任务编号，即每个卫星数据接收任务的唯一标识号；sat代表任务所属卫星；planStart代表任务的计划开始时间，卫星机构确定的可接收的开始时间；planEnd代表任务的计划结束时间，卫星机构确定的可接收的结束时间；antenna代表任务安排的天线资源，即遗传算法规划完毕的天线资源；taskSetNum代表任务的冲突任务集序号；weight代表以数字表示的任务权重；