[发明专利]多星部署上面级启发式任务规划方法

说明书

本发明公开的多星部署上面级启发式任务规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：首先建立火箭上面级任务规划问题模型，根据规划知识模型建立谓词转移图，并分别计算每个谓词转移图中两点之间最短距离；设置火箭上面级任务规划步数step值，根据初始部分规划和任务目标，形成缺陷集合F。从缺陷集合F中选取一个缺陷；根据上述缺陷对应的缺陷种类挑选缺陷求解方法，对缺陷进行求解；重复挑选缺陷、解决缺陷的过程，直到缺陷集合F中所有缺陷得到解决或者规划步数达到step值，最终实现多星部署上面级启发式任务规划，提高火箭上面级自主性能。本发明能够减少规划解中的冗余活动，提高上面级任务规划效率，更好地满足上面级实时性要求。

技术领域

本发明涉及一种多星部署上面级启发式任务规划方法，适用于在多星部署过程中对上面级任务进行规划，属于航空航天技术领域。

背景技术

火箭上面级是常规的基础级运载火箭上增加的相对独立的一级或者多级，是航天运输系统的重要组成部分。由基础级运载火箭将其送入准地球轨道或地球轨道后，在轨道上完成滑行、轨道机动、有效载荷的分离与部署等任务，最终实现一箭多星发射和轨道部署。上面级极大提高了运载火箭的能力，拓展了运载火箭执行任务的范围，其性能根据有效载荷本身和任务需求的变化趋势发展。

传统的上面级任务管理依赖于地面遥控、专家解决问题及时性和星地链路传输的高效性，但当上面级处于测控弧段之外或者出现故障时，地面无法及时发现并上传控制指令解决突发事件，导致错过上面级执行任务的最佳时机，甚至威胁上面级的安全运行。因此，使上面级具备自主运行的能力是解决上述问题的有效手段，而自主任务规划技术是实现自主运行的核心技术之一。

目前，还没有相关任务规划系统直接应用到上面级，但已经应用于航天器的任务规划。深空一号上使用了HSTS规划调度系统。地球观察一号、深空网调度等使用了自主规划与调度框架ASPEN。欧空局开发了APSI平台，应用到了火星快车等任务中。美国NASA开发了可扩展通用远程操作规划框架 EUROPA，关键技术已用于火星探测车和国际空间站的相关任务规划中。以上规划系统主要采用了规划空间规划方法，该方法主要依赖于领域知识的详细编码和领域相关的控制信息，缺乏领域无关启发式信息，制约了此类方法效率的提高。

发明内容

针对火箭上面级自主任务规划问题，为了克服规划空间规划中搜索控制过程缺乏启发式信息的问题，本发明公开的多星部署上面级启发式任务规划方法要解决的技术问题是：结合约束可满足技术，实现多星部署上面级启发式任务规划，提高火箭上面级自主性能。本发明可减少规划解中的冗余活动，提高上面级任务规划效率，更好地满足上面级实时性要求。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的多星部署上面级启发式任务规划方法，首先建立火箭上面级任务规划问题模型，根据规划知识模型建立谓词转移图，并分别计算每个谓词转移图中两点之间最短距离。设置火箭上面级任务规划步数step值，根据初始部分规划和任务目标，形成缺陷集合F。从缺陷集合F中选取一个缺陷。根据上述缺陷对应的缺陷种类挑选缺陷求解方法，对缺陷进行求解。重复挑选缺陷、解决缺陷的过程，直到缺陷集合F中所有缺陷得到解决或者规划步数达到step 值，最终实现多星部署上面级启发式任务规划，提高火箭上面级自主性能。本发明能够减少规划解中的冗余活动，提高上面级任务规划效率，更好地满足上面级实时性要求。

本发明公开的多星部署上面级启发式任务规划方法，包括如下步骤：

步骤1，建立火箭上面级任务规划问题模型。