[发明专利]一种基于区块链的星群智能协同运控方法及系统

说明书

本发明提供一种基于区块链的星群智能协同运控系统，由航天器节点或无人机节点、测控站节点、数传站节点、地面计算节点等构成，上述各节点依托区块链技术实现运控协同，实现链上节点互通协作，提升星群的好用易用性、时效性，针对图像获取、快速覆盖、目标识别搜索、动态变化识别、连续追踪等应用场景发挥更大效能。

技术领域

本发明属于遥感卫星技术领域，涉及一种基于区块链的星群智能协同运控系统，用于对星群协同运控与信息协同。

背景技术

遥感卫星数据获取、成像能力不再是主要瓶颈，而提供给用户更有价值的产品，更便捷的服务需要一个系统的解决方案，例如用户需要提供多星图像快速覆盖全国处理之后的信息，用户急迫需要实时性信息并及时跟踪事态发展。需要星群作为一个整体，协同运行才能够提升用户体验，提供整体的态势感知和全面及时的消息，对用户吸引力更大。

目前，遥感星群主要有以下不足：①遥感星群未形成一个统一整体，各为其主，缺少联合设计及协作；②地面图像处理及信息提取分发耗时长，信息利用时效性差，单星信息孤立，星群间信息协同能力差；③需地面规划成像，缺乏自主感知及自主规划能力；④操控模式复杂，未直接面向用户使用进行设计。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种基于区块链的星群智能协同运控系统,将区块链技术应用到星群智能运控中，提升星群的好用易用性、时效性，针对图像获取、快速覆盖、目标识别搜索、动态变化识别、连续追踪等应用场景发挥更大效能。

本发明的技术解决方案是：一种基于区块链的星群智能协同运控系统，包括：

协同运控系统包括航天器节点或无人机节点、测控站节点、数传站节点和地面计算节点，所述各节点根据需求选择设置应用管理模块、服务合约模块、负载均衡模块、规划共识模块、网络管理模块以及数据存储模块，形成区块链，利用区块链技术实现运控协同。

所述区块链的核心链为规划链，所述区块链的记录链包括需求链、感知目标跟踪链、数传资源占用链和区域监视链。

所述应用管理模块，完成用户管理、任务接收、节点管理、规划结果查询、信息提取播报、图像播报等，是星群与用户的接口。

所述服务合约模块，对用户需求服务满足度评价，评价采用打分制，是区块链与用户应用场景的接口；各航天器节点从区块链获取需求，若能生成候选方案，生成候选方案并根据服务合约进行评分，通过网络模块在区块链上广播候选方案及其得分。

所述负载均衡模块，完成星群内各星工作强度平衡，当存在两颗以上卫星同时满足用户服务要求时，选择历史工作强度较弱卫星执行，使星群各星承担任务更加均衡。

所述规划共识模块，依据服务合约模块生成的候选方案及其得分，并综合负载平衡模块的负载工作强度建议，选择综合最佳方案，形成达成一致的规划结果，并在区块链上广播，更新规划链。

所述网络管理模块，对需求进行广播、对规划进行广播以及对规划执行结果进行广播，对网络节点进行管理，根据需要可设置虚拟网络子群。

所述数据存储模块，对所述需求链、规划链、感知目标跟踪链、数传资源占用链、区域监视链等链上数据进行存储，对所述核心链与记录链的进行交叉索引，以及记录链之间进行交叉索引，航天器节点根据存储能力可选择只存储未执行的规划链及未过期的需求链。

所述用户管理、任务接收，包括对用户进行身份验证、权限管理，验证通过后对用户需求进行广播。

所述节点管理，包括节点加入、退出，以及虚拟网络子群的管理，新加入的节点从区块链中下载各链进行同步。

所述的虚拟网络子群，可以根据需求设置，如光学卫星子群，SAR卫星子群，电子侦察卫星子群，民用卫星子群。