[发明专利]一种高效的卫星自主任务规划任务池设计方法及系统

说明书

一种高效的卫星自主任务规划任务池设计方法及系统，将卫星任务划分为成像任务和数传任务两大类。通过对任务信息进行公共特征提取，将任务信息分为任务级信息和子任务级信息，任务级信息主要包括任务状态、任务序号、优先级、子任务索引、子任务数量、成像数据量等信息，子任务级信息主要包括子任务序号、推扫方式、地理坐标、成像的各类时间、姿态机动、相机状态等信息。建立分类分级的任务池用来接收、存储和管理各类任务。本发明方法在卫星计算机资源受限的情况下，通过一级任务池的动态碎片式整理和二级任务池的循环存储设计策略有效压缩了卫星规划任务数据空间，通过多维度索引表的建立为任务的动态插入和信息的高效使用提供了有力支持。

技术领域

本发明涉及一种高效的卫星自主任务规划任务池设计方法及系统，属于卫星姿态轨道控制技术领域。

背景技术

某卫星为我国首次在星上执行自主任务规划算法，任务规划算法复杂、任务信息量大，星载计算机处理器和内存资源受限，如何在现有硬件资源的情况下高效执行任务规划软件对任务的软件设计提出挑战。卫星上注任务量大，卫星需要具备常规上注24小时规划窗口内观测和数传任务数量不小于420个任务数量的能力，同时星上规划算法对同一个上注任务还会动态生成一定数量的任务副本,卫星同时还要具备任务应急(应急上注不小10个观测任务)或动态、滚动插入任务能力；任务规划涉及的任务类型多、数量大，任务信息繁多，单个任务信息数据量最多高达10K bytes以上，以任务数据顺序存储的方式给卫星紧张的内存空间(可用内存区小于4M)和内存空间的动态管理带来较大压力。同时任务信息的大数据量也为任务信息的快速检索和高效访问提出了一定的挑战。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种高效的卫星自主任务规划任务池设计方法及系统，对卫星星上任务信息进行高效管理，能够在星上建立高效的卫星任务信息池，充分利用受限的星载计算机处理器和内存资源，主要在使用自主任务规划技术的遥感类卫星平台上使用。

本发明的技术解决方案是：

一种高效的卫星自主任务规划任务池设计方法，步骤如下：

(1)卫星在轨运行时，实时判断是否执行任务池的动态插入，即判断是否有新任务注入或有新的任务副本产生；若没有新任务注入或没有新的任务副本产生，跳转到步骤(7)，如果有新任务注入或者有新的任务副本产生，则跳转到步骤(2)；

(2)建立或维护卫星一级任务池；

(3)建立或维护卫星一级任务池间的信息关联；

(4)建立或维护卫星成像任务二级任务池；

(5)建立或维护成像任务一级任务池和二级任务池间的信息关联；

(6)建立或维护任务池的多维度索引表，包括：一级任务池全序索引表、卫星轨道当圈任务索引表以及空任务索引表；

(7)对任务池进行访问；

(8)每个卫星轨道圈结束后，对任务池进行动态维护。

进一步的，新任务注入是指地面对卫星上注的新任务，新的任务副本产生是指星载软件由于任务执行方式不同而产生的新的任务。

进一步的，所述步骤(2)建立或维护卫星一级任务池，具体为：

根据遥感卫星任务特点，将任务信息按成像任务和数传任务分为两类，使用结构体数组分别建立一级成像任务池和一级数传任务池，分别可容纳X个成像任务和Y个数传任务；其中，成像任务的信息包括任务状态、任务序号、优先级、子任务索引、子任务数量以及成像数据量；数传任务的信息包括任务时间以及地面站；

一级任务池采用动态插入方式，新的任务动态插入到任务池空白位置，所述新的任务包括新注入的任务或新产生的任务副本。