[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

说明书

本发明提供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，所述方法针对MSOCMPMT问题，提出了单卫星在线任务计划方法和多卫星在线协同方法。在单卫星在线任务计划方法中，采用动态优先级设计和更新机制，候选子任务调度集的生成算法以及候选子任务调度方案的选择策略。在多卫星在线协同方法中，设计了任务规划冲突解决策略以及TPMT维护和转移策略。以上方法有效解决了面向移动目标跟踪的多卫星的冲突协商和合作机制问题。

技术领域

本发明涉及卫星控制领域，具体涉及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。

背景技术

离线任务规划对于移动目标来说，由于对不确定性因素响应过慢，很容易造成任务的丢失。MSOCMPMT(Multi-Satellite Online Collaborative Mission Planning forMobile Target)问题则考虑在线的闭环反馈，能够很好地响应动态不确定信息。问题考虑的不确定性因素主要为以下两点：

1.新任务的到达与生成是不确定的。新任务的到达主要来源于系统外部任务源，由于外部环境的难以预知性，新任务的到达是随机的。新任务的生成则来源于系统内部，依据当前数据融合结果出来的，依赖于观测的后验结果，同样具备不确定性。这两类可以归结为任务的动态不确定性特征。

2.目标运动的不确定性。目标运动的不确定性源自于目标位置的不确定性。尽管目标是短期可预测的，但是每次跟踪融合获得的目标位置与精度都是后验的，因此同样存在不确定性。

MSOCMSMT问题可以分为三个子问题。首先，如何将全局优化目标分解为多个子目标，从而可以在单个卫星上建立规划器或调度器。其次，如何根据指定的任务和多星系统的能力来构建结构或体系结构。第三，如何设计和完善多计划者或计划者之间解决冲突的协商与合作机制。解决MSOCMSMT问题是不确定环境下的动态决策过程，这需要有效的决策来改善系统的响应能力和整体性能。因此，选择合适的组织结构以及相关模型可以得到更好的解决方案。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

为了解决上述问题，本发明提供了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，所述方法包括：

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；