[发明专利]成像卫星的任务调度方法和系统

权利要求书

1.一种成像卫星的任务调度方法，其特征在于，所述方法有计算机执行，包括以下步骤：

S1、获取卫星资源和卫星任务；

S2、基于所述卫星资源和所述卫星任务获取卫星任务观测收益和卫星任务优先级；

S3、基于所述卫星任务观测收益和所述卫星任务优先级设定目标函数，并设定约束条件；

S4、基于所述目标函数和所述约束条件构建卫星任务观测模型；

S5、基于所述卫星任务观测模型获取卫星任务种群；

S6、基于预设的蚁群算法对所述卫星任务种群进行处理，得到卫星任务观测方案；

所述目标函数为：

其中：

e_i表示第i个卫星任务的观测收益；

o_i表示第i个卫星任务是否被安排观测，当o_i＝1时，第i个卫星被安排观测，当o_i＝0时，第i个卫星不被安排观测；

所述约束条件至少包括以下一项：

Tb≤TbWin_lg≤TeWin_lg≤Te

TbWin_lg≤Ob≤Oe≤TeWin_lg

T_ope+T_clo+T_sle≤TbWin_ki-TeWin_lg

Time_max≥Time_ope

其中：

TbWin_lg表示第l个任务的第g个窗口Win_lg的开始时间；

TeWin_lg表示第l个任务的第g个窗口Win_lg的结束时间；

TbWin_ki表示第k个任务的第i个窗口Win_ki的开始时间；

[Tb,Te]表示第l个任务的调度时间窗；

[Ob,Oe]表示第l个任务的观测活动时间窗；

T_ope表示卫星sat_s的开机稳定时间；

T_clo表示卫星sat_s的关机稳定时间；

T_sle表示卫星sat_s的侧摆时间；

Time_ope表示卫星的开机工作时间；

Time_max表示卫星的最大工作时间；

表示卫星sat_s的当前剩余容量；

表示将第l个任务添加到卫星sat_s所用的容量；

步骤S6具体包括以下步骤：

S601、初始化迭代次数，并预设蚁群最大迭代次数，初始化信息素，初始化禁忌表；

S602、用m只蚂蚁随机选择所述卫星任务种群中的一个任务作为初始任务点，且每只蚂蚁的初始任务点不相同；

S603、基于状态转移规则选择下一个任务点，并更新局部信息素；

S604、对每只蚂蚁进行遍历，得到每只蚂蚁对应的任务观测序列；基于预设的适应度函数计算每只蚂蚁的任务观测序列的适应度值，对于每只蚂蚁来说，若任务观测序列的适应度值超过禁忌表中已有任务观测序列的的适应度值，则更新禁忌表；

S605、判断此时迭代的次数是否达到预设的蚁群最大迭代次数，若是，则跳转到S607；若否，则跳转到S606；

S606、更新任务观测序列的全局信息素，跳转到S602；

S607、输出此时禁忌表中的最优任务观测序列，作为卫星任务观测方案。

2.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，在步骤S6中，将迭代过程中择优的个体以及适应度值存入禁忌表中，且存放个体的数量由禁忌表的长度决定，禁忌表中个体按照适应度值由大到小进行排列；当迭代产生的新的任务观测序列的适应度值大于禁忌表中已有任务观测序列的适应度值时，对禁忌表进行更新。