[发明专利]多星多站任务调度方法和系统

说明书

本发明提供一种多星多站任务调度方法和系统，涉及卫星调度技术领域。本发明实施例根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

技术领域

本发明涉及卫星调度技术领域，具体涉及一种多星多站任务调度方法和系统。

背景技术

多星多站集成调度涉及到多颗卫星、多个观测任务、多个地面站，是指在综合考虑卫星资源能力、地面接收站资源能力和用户需求的基础上，将资源无冲突地分配给相互竞争的多个需求对应的成像任务和数据下传任务，并确定各个任务的起止时间，以最大限度地满足用户的需求。

多星多站集成调度与单星调度相比，其主要区别在于，可能有多颗卫星对同一观测任务都有成像能力，因此观测任务的安排有更多选择。相对于非敏捷卫星只能在飞过目标上方才能成像的限制，敏捷卫星具有灵活的姿态机动能力，可以在前视、正视、后视情况下对目标进行成像，因而对成像时刻的选择有更多可能。规划需要考虑约束多，卫星机动活动等会消耗卫星能量，同一卫星先后对不同任务成像时还需预留足够的转换时间，对求解效率和效果提出了新的要求。

目前文献中已有以成像卫星为主的观测卫星调度问题求解技术，但它们主要针对的是独立的单颗卫星，而且重点考虑的是观测活动的安排。现有的敏捷卫星对目标成像在求解方法上多采用启发式或超启发式算法，求解搜索空间过大，求解效果差和效率低下。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多星多站任务调度方法和系统，解决了现有敏捷卫星对目标成像求解搜索空间过大的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多星多站任务调度方法，包括：

S1、根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

S2、计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

S3、根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

优选的，所述多星多站任务调度方法，还包括：

S4、遍历所述满足任务截止时间的可见时间窗集合，得到满足成像质量要求的观测时间窗集合，并删除其中与现有下传调度方案相冲突的观测时间窗；

S5、根据剩余的满足成像质量要求的观测时间窗集合，计算任务的必要度，选定必要度低高的任务进行观测；

S6、选定任务后，计算满足成像质量要求的观测时间窗的竞争度，选定竞争度低的满足成像质量要求的观测时间窗为观测区间；

S7、检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案；否则，转入S5。

优选的，所述步骤S1具体包括：

S10、根据用户要求的成像请求的截止时间，计算任务最晚下传开始时间；

S11、根据任务最晚下传开始时间，确定任务最晚观测开始时间。

优选的，所述步骤S10中确定计算任务最晚下传开始时间，采用如下公式：