[发明专利]一种面向时敏移动目标跟踪的多星在线协同任务规划方法

权利要求书

1.一种面向时敏移动目标跟踪的多星在线协同任务规划方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

卫星网络系统由多卫星组成，每个卫星可作为代理Agent卫星，每个代理Agent卫星均维护其唯一的互斥目标池；

步骤1：确定单卫星在线任务规划结果；

步骤1.1：根据优先级确定要分配卫星资源的运动目标；

所述根据优先级确定要分配卫星资源的运动目标，具体包括：

获取运动目标重要度Imp^tgt和目标跟踪精度Pcs^tgt；

按照下述公式定义运动目标的动态优先级：

其中Pri^tgt(t)为运动目标的动态优先级，c为常数，并且为了使低重要度目标能够分配到跟踪资源，通常c≥1；l为预测轨迹误差与时间关系的线性函数斜率；Wid^sat为卫星的有效载荷宽度；Npt^tgt为任务最新一次获取融合处理信息的时间；[I_max,Imin]为目标重要度Imp^tgt的置信区间，且有Imp^tgt∈[I_min,I_max]；

步骤1.2：针对运动目标生成候选跟踪子任务集；

所述针对运动目标生成候选跟踪子任务集，具体包括：

卫星将在接收到目标tgt的融合信息后评估并更新优先级；

在确定为要分配资源的目标后，按照四个阶段来生成候选子任务集：

阶段1：计算目标的可见窗口；

阶段2：采用规划时间和通信延迟更新卫星姿态信息；

阶段3：利用最小姿态转换时间约束来计算每个卫星对目标的最早执行窗口；阶段4：根据子任务组属性关系，裁剪执行时间窗口以获得候选子任务；

步骤1.3：针对所述步骤1.2中生成的候选跟踪子任务集选择最佳候选跟踪子任务方案；

步骤2：实现多卫星在线协同任务处理；

步骤2.1：基于请求-响应算法实现多代理Agent卫星任务协同执行；

所述基于请求-响应算法实现多代理Agent卫星任务协同执行，具体包括：

代理Agent卫星将请求发送到目标代理Agent卫星，然后目标代理Agent卫星根据自身状态以及环境参数决定是否响应请求；

目标代理Agent卫星接受请求后，请求代理Agent卫星将与目标代理Agent卫星达成协议；

步骤2.2：实现运动目标的维护与转移；

所述实现运动目标的维护与转移，具体包括：

采用“前瞻两步”规划方法，即每次规划目标的下下次跟踪子任务；

每个目标跟踪任务为成对的，并且跟踪任务的执行者承担着决策卫星和从星的作用，其中决策性负责数据收集、融合、规划和协商，从星负责数据收集和传输；决策卫星执行如下步骤来维护和转移互斥目标池中的目标：

步骤2.2.1：激活计划：当每个决策卫星接近执行前一个决策卫星角色发送的子任务时，它将接收上一个跟踪子任务的融合信息，然后激活目标池中的相应目标以触发目标下一个跟踪子任务的规划；

步骤2.2.2：执行计划：经过任务规划和星间协商，选择目标距离可见窗口最长的子任务执行卫星作为下一个决策卫星，并将子任务发送到决策卫星和从星，目标转移到下一个决策卫星；

步骤2.2.3：收集，合并和发送数据：决策卫星收集并整合自身和从星的数据，并将目标融合信息发送给下一个决策卫星。

2.根据权利要求1所述的方法，所述针对所述步骤1.2中生成的候选跟踪子任务集选择最佳候选跟踪子任务方案，具体包括：

采用基于空间角度的最优选择策略选择最佳候选跟踪子任务，即选择最佳空间布局卫星以实现最佳跟踪效果的子任务，

其中，最佳候选跟踪子任务由确定；

或者，采用基于时间的最优选择策略，即选择最早的跟踪子任务，

其中，最佳候选跟踪子任务确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，选择基于时间的最优选择策略，以避免因频繁执行任务切换而造成的通信延迟成本。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：当目标代理Agent卫星接收到多个请求时，使用FCFS(First Come First Service)原则进行响应。