[发明专利]一种二维姿态机动卫星任务规划技术研究的方法及装置

权利要求书

1.一种二维姿态机动卫星任务规划技术研究的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：构建卫星任务规划相关的数据库；

步骤S2：读取所述数据库中的数据，并对所述数据进行预处理；

步骤S3：对所述数据库中的数据及卫星关系数据进行抽象，获取逻辑资源数据；

步骤S4：定义约束变量；约束变量包括观测时间冲突约束、数传固存约束、数传模式约束、指令模板约束、工作时间约束、文件下传约束、能源约束；

所述观测时间冲突约束处理，采用的是基于冲突量的贪心策略、基于时间轴的贪心策略和基于目标观测次数的演化编码策略；

所述基于冲突量的贪心策略，使用的是线段树进行冲突量的求解，步骤如下：

步骤1：建立线段树，将一个区间划分为一个或一个以上的单元区间，所述单元区间对应所述线段树的一个节点；

步骤2：对于每一个任务条带构造节点后，放入所述线段树中，在插入时进行判断，若与现有节点有交集，则先分割后插入，若与现有节点无交集，则直接插入；

步骤3：插入完毕后更新所有节点的信息，当所有任务条带插入后，所述线段树构建完毕；

所述基于时间轴的贪心策略，步骤如下：

步骤1：将观测元任务按照开始时间排序；

步骤2：按照时间顺序选择指定个数的片段；

步骤3：遍历元任务，当未遍历完毕时，依次选取当前元任务后面的元任务，判断添加指令切换时间后是否冲突，若不冲突则返回步骤2，否则则删除该元任务，删除完毕后继续选取下一个元任务进行判断， 重复此步骤直至遍历完毕；

所述基于目标观测次数的演化编码策略，步骤如下：

步骤1：根据任务规划需求，获取观测点目标任务集和接收元任务集；

步骤2：计算观测目标任务与接收元任务的数量，构成任务规划算法所需要的染色体解向量， 染色体结构由观测点目标的编码和接收元任务的编码拼接得到，所有观测点目标和接收元任务的数量之和即为解向量的长度；

步骤3：计算观测部分的基因位取值范围：观测部分每个维度映射一个观测元任务，可以取值为0或N两种，0代表对应的该点目标没有被选中，1代表该点目标会被观测N次；

步骤4：计算接收部分的基因位取值范围：对于接收部分，每一个解分量的取值只能是0、1或2，0代表对应的接收元任务没有被选中，1代表对应的接收元任务被选中并且做回放模式，2代表对应的接收元任务被选中且做实传模式；

步骤S5：基于所述约束变量和任务调度模型的假设，建立任务调度模型；

步骤S6：在所述任务调度模型中应用规划算法，执行所述规划算法的迭代过程，对所述逻辑资源数据进行约束处理；

步骤S7：当执行所述迭代过程满足所述规划算法的终止准则时，获取满足所述规划算法的终止准则对应的最优解，把解码所述最优解得到的规划方案作为二维姿态机动卫星任务规划的最优方案。

2.如权利要求1所述的二维姿态机动卫星任务规划技术研究的方法，其特征在于：还包括对所述规划方案的约束检验，所述约束检验包括最小观测时长检测、侧摆角检测、观测元任务检测、地面天线接收约束检测、指令模板检测、单圈侧摆次数检测、组合任务有效荷载工作时间检测、最大固存限制检验。

3.如权利要求1所述的二维姿态机动卫星任务规划技术研究的方法，其特征在于：所述步骤S1中构建的数据库包括基础资源数据和扩展资源数据；所述基础资源数据用于为卫星对地观测任务规划算法的可行性、正确性验证提供数据支撑，包括存放于观测元任务信息表、接收元任务信息表、地影区信息表、元任务俯仰角表、用户需求管理_用户观测需求表中的基本数据；所述扩展资源数据用于为二维姿态机动卫星对地观测任务规划算法的应用性、有效性、其面对复杂约束的性能验证提供数据支撑，包括存放于任务处理配置信息表、任务规划优化参数表、任务规划预案信息表、充电任务规划预案表、观测任务规划预案信息表、接收任务规划预案信息表、任务规划配置表、观测任务规划方案表、接收任务规划方案表、充电任务规划方案表、初始能源表和结束能源表中的扩展资源数据。

4.如权利要求1所述的二维姿态机动卫星任务规划技术研究的方法，其特征在于：在处理所述指令模板约束时，采用的是基于成像质量的选取策略，选取的成像片段俯仰角最小。