[发明专利]一种遥感卫星地面站测控和数传资源自动分配方法

说明书

一种遥感卫星地面站测控和数传资源自动分配方法，涉及航天遥感成像技术领域，解决现有技术无法保证收益值高的任务优先使用数传资源，造成地面数传资源浪费以及无法做出合理决策等问题，本发明方法以卫星的成像任务为单位，先确定每个成像任务的收益值，再根据收益值从大到小的顺序，依次为成像任务分配测控和数传资源。可以保证收益值大的任务优先使用地面站资源，消解收益值小的冲突任务，实现总收益值最大化。同时该方法可以快速反复执行，在减少人工成本和提高效率的同时，还可以比较不同成像任务集合得到的总最大收益值，为业务人员消解成像任务冲突提供参考信息。

技术领域

本发明涉及航天遥感成像技术领域，具体涉及一种遥感卫星地面站测控和数传资源自动分配方法。

背景技术

为了在短时间内覆盖更多区域，或是对同一区域实现高密度多次成像，使用多颗卫星组网对地成像已经成为一种流行趋势。对应这种趋势，要求卫星运管机构具有同时联合规划多星对地成像的能力；同时，还应具有规划多个地面站资源的能力，包括卫星测控资源和星地数传资源。但现有技术存在以下问题：

(1)地面站的测控和数传资源分配多数依靠轨道预报工具，使用人工手动的方式完成。缺少一种方法或装置，解决快速自动分配地面站测控和数传资源，并消解多星情况下地面站使用冲突的问题。

(2)在地面站资源有限的情况下，选择不同的任务集合执行会得到不同的收益值，缺少一种可以直观量化收益值的方法，业务人员无法合理决策。

(3)无法保证收益值高的任务优先使用数传资源。

(4)以数传可见窗口为单位消解同一个地面站数传冲突，对两个数传窗口的时间重合部分非常小的情况，会造成地面数传资源浪费。

目前，卫星的成像能力提升迅速，单位时间内可以获取的数据量越来越大，在星上存储空间有限的情况下，如何合理的调度地面站资源，确保卫星获取的数据及时下传到地面，是保障卫星成像能力的一项关键任务。

发明内容

本发明为解决现有技术无法保证收益值高的任务优先使用数传资源，造成地面数传资源浪费以及无法做出合理决策等问题，提供一种遥感卫星地面站测控和数传资源自动分配方法。

一种遥感卫星地面站测控和数传资源自动分配方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、初始化输入信息；包括初始化任务集合I、可见窗口集合W、可执行任务结果集合R以及不可执行任务结果集合N；

步骤二、计算任务集合I中每个成像任务的收益值，根据成像任务集合I中每个成像任务的收益值从大到小排序；

步骤三、在可见窗口集合W中为当前收益值最大的成像任务分配一个测控成本最小的窗口作为该成像任务的测控窗口w_c，判断所述测控窗口w_c分配是否成功，如果是，执行步骤四；如果否，执行步骤五；

步骤四、为成像任务分配一个数传总成本最小的窗口作为该成像任务的数传窗口w_r，判断所述数传窗口w_r分配是否成功，如果是，将所述成像任务加入可执行任务结果集合R，并将该任务从任务集合I中移除，执行步骤六；如果否，执行步骤五；

步骤五、将所述成像任务加入不可执行任务结果集合N，并将该成像任务从任务集合I中移除，执行步骤六；

步骤六、判断任务集合I中所有任务是否分配完毕，如果是，输出生成结果，结束；如果否，返回步骤三；

所述步骤三中成像任务的测控窗口w_c的具体计算过程为：

步骤三一、设定步骤三中所述成像任务为i，根据成像任务i的执行卫星s，在可见窗口集合W中确定卫星s的所有可见窗口子集W_s；