[发明专利]任务驱动的多星协同任务分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种任务驱动的多星协同任务分配方法，包括1、接收到动态应急任务；2、主星从将该应急任务信息分发给各从星，各从星将计算出的假定执行应急任务的结果信息反馈给所述主星；3、在应急任务驱动下，所述主星对主星及其他从星的假定执行应急任务的结果信息输入到卫星评价方法中进行评价，将应急任务加入到评价结果最佳的卫星任务序列中等待执行。本发明主星对主星及从星的假定执行任务信息使用评价方法进行评价，确定出最佳的卫星来执行应急任务，并且主星可根据自身功能状态检测情况自适应地将主星权限交接给其他卫星，确保了在主星发生故障的情况下，任务顺利执行，实现系统的可靠性。

技术领域

本发明属于航空航天导航卫星任务规划技术领域，尤其涉及一种任务驱动的多星协同任务分配方法及系统。

背景技术

随着自主卫星系统技术的发展，卫星自主管理、在线决策、星间协同需求越来越高，卫星的使用灵活性越来越大，单纯依靠地面管理已无法充分发挥新型自主卫星效能，难以实现高时效性任务的快速响应。而自主卫星规划模式根据实时状态信息和对地观测结果，实现星上任务自主引导、在线决策和自主协同，形成观测与规划的在线闭环，以实现对突发事件的快速响应和对星上资源的高效利用。因此，如何实现动态环境下多自主卫星的自主协同与任务规划成为亟待解决的问题。

在卫星星座的在线调度问题中，有两种类型的任务，常规观测任务和应急任务。地面控制中心接收用户的观测请求并对其进行安排，然后通过星地链路上传已生成的观测计划。常规观测任务通常指预先收集的观测请求；应急任务通常指从星座内外的卫星上随机到达的观测请求，由于这种不可预见的应急任务需要在无地面干预的情况下进行在线调度，因此需要考虑怎样对这种任务驱动的资源调度模式进行调度分配。

目前在研究多星协同调度问题时，鲜少考虑到自主卫星的情况，主要导致了多星协同调度机制在可靠性和应急响应能力两方面的不足。首先，在多自主卫星系统中，由于自主卫星大部分时间脱离了地面管控，一旦卫星发生故障时，星上协同调度算法难以做出有效响应而导致卫星系统失效导致系统的可靠性降低。其次，考虑到自主卫星的发展，应急任务趋向于来源的多样化和到达时间的随机性，传统静态的协同算法难以适应动态到达的突发事件，导致多卫星系统应急响应能力不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在多自主卫星系统中，在动态应急任务到达时，怎样能自主、可靠地进行卫星协同调度，提出了一种任务驱动的多星协同任务分配方法及系统。

为解决该问题，本发明所采用的技术方案是

一种任务驱动的多星协同任务分配方法，包括以下步骤：

步骤1：多星自主协同卫星系统中的任一卫星接收到的动态应急任务加入到位于主星的待分配任务集合中；

步骤2：多星自主协同卫星系统中的主星从待分配任务集合中提取出动态应急任务信息，并将该应急任务信息分发给多星自主协同卫星系统中的各从星，各从星根据应急任务信息计算假定执行该应急任务的结果信息反馈给所述主星；

步骤3：在应急任务驱动下，所述主星对主星及其他从星的假定执行应急任务的结果信息输入到卫星评价方法中进行评价，将应急任务加入到评价结果最佳的卫星观测任务序列中等待执行，并从待分配任务集合中删除该应急任务，所述评价结果最佳的卫星包括主星和从星。

进一步地，所述分配方法还包括：

步骤4：当评价结果显示多星自主协同卫星系统中的所有卫星都不能执行该动态应急任务时，将该应急任务重新加入到待分配任务集合中，等待下一任务分配周期到达时返回步骤2再次进行分配，直到任务分配成功或任务失效。

进一步地，步骤2中所述主星根据地面管控部门指令进行调换，或在主星检测到自身功能受损时，自主交接主星权限给其他从星。