[发明专利]一种面向简单任务的同构多星在线协同方法

说明书

本发明公开了一种面向简单任务的同构多星在线协同方法，所述面向简单任务的同构多星在线协同方法采用基于同步通信的改进一致性束算法，针对通信约束下的多星在线协同任务调度这一复杂组合优化问题，并面向分散式架构，本发明采用基于同步通信的改进一致性束算法m‑CBBA算法，采用同步通信的算法对何时进行通信有严格的规则定义，同时，同步策略会对通信情况进行排队，只能在特定的事件触发下才能执行，这保证了在程序执行过程中算法具有预计的状态。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，特别是涉及一种面向简单任务的同构多星在线协同方法，或者说一种基于同步通信的多星在线协同方法。

背景技术

随着星上载荷探测能力和图像处理能力的提升，对地观测卫星可在星上发现有价值的观测目标并生成进一步的观测任务请求(通常是具体有较高收益或优先等级的应急观测任务)，也可接收其他卫星通信传递过来的观测任务请求(应急观测任务请求)，而这些观测任务请求是动态随机到达的且时效性要求高，需要在线解决，在多星(尤其是同构多星)的情况下，从而需要有多星在线协同调度机制来进行协同调度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于同步通信的多星在线协同方法来实现同构多星的在线协同，尤其是更好地应对应急观测任务。

为实现上述目的，本发明提供一种简单任务的同构多星在线协同方法，所述同构多星采用分散式架构，每颗对地观测卫星LEO为自主卫星，且在架构内具有相同的智能层次，不存在等级差异，同时，所有自主卫星之间具有通信交互链路，对于应急紧急观测任务，每颗自主卫星都经过“自主规划调度——通信交互——协同决策”的循环过程，其中，每颗自主卫星不仅对自身的任务计划进行更新，也对架构内的其他自主卫星的任务计划进行维护，所述面向简单任务的同构多星在线协同方法采用下述的调度算法：基于同步通信的一致性束算法。

在本发明中，简单任务是相对于复合任务而言。简单任务通常是指单颗卫星能够完成的任务。

优选地，所述基于同步通信的一致性束算法包括：同步通信环路预测阶段、束构建阶段和一致性构建阶段，在所述同步通信环路预测阶段中，对于每颗对地观测卫星，当一批应急观测任务到达时，预测自身作为发起者的可用同步通信环路，以及，当一组共享信息向量到达时，对自身作为响应者的可用同步通信环路进行记录，每颗对地观测卫星对所有的所述可用同步通信环路进行更新并按照最早开始时间的先后进行排序和执行，在环路可用的时间区间内，每当环路发起者或响应者所构造的任务束改变时，则在环路上触发一次同步共享反馈交互，同时生成最后一次信息更新的时间戳，在每次同步共享反馈交互中，进行束构建阶段和一致性构建阶段，所述同步通信环路的描述形式是一个多元组＜ID,I,R,ES,LF＞_SCL：

—ID是一个标识符；

—I是通信发起者编号，即第一个对其信息进行分享；

—R是接收并分享信息的通信响应者编号；

—ES是同步通信环路的最早开始时间；

—LF是同步通信环路的最晚结束时间。

其中，通信发起者I和响应者R都是对地观测卫星，并且ES和LF是由通信发起者和所有通信响应者的通信时间窗口上的重叠时间区间确定的。