[发明专利]一种基于能力模型的航天器任务推演方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于能力模型的航天器任务推演方法和系统，该方法包括：进行态势评估，得到态势判定结果和基本能力指标集合；以n个1级期望态势为目标进行1级任务序列规划，并进行基于能力模型的多目标优化求解，得到1级基本能力指标集合；将各1级期望态势作为初始态势，各1级基本能力指标集合作为初始基本能力指标集合，重复任务序列规划和多目标优化求解的步骤，得到2级基本能力指标集合，依次类推，得到K级基本能力指标集合；选择最优态势发展支链，生成基于能力模型的任务推演结果。本发明解决了航天器实现对自身能力的快速评估、任务级指令的快速响应以及能力资源的快速分配问题，增强了对动态不确定场景的自主应变能力。

技术领域

本发明属于航天器控制技术领域，尤其涉及一种基于能力模型的航天器任务推演方法和系统。

背景技术

传统航天器面向确定任务设计，面对复杂、动态、不确定环境的场景难以做出自主应变。未来航天器将面向动态不确定场景设计，控制系统由传统姿态轨道指令驱动转变为任务能力驱动。传统控制系统转变为包含场景、感知、决策、控制的广义控制系统。

面对任务级要求的控制需求，传统的指令控制方式已经逐渐无法满足。航天器能力模型是可直接衡量的、可反向设计的建模方法，能够对航天器的任务完成性能进行属性表征，亟需开展基于能力模型的航天器任务推演方法，以增强对动态不确定场景的自主应变能力。

发明内容

本发明的技术解决问题：面向航天器面向不确定场景下的感知(Observation)-演化(Evolution)-决策(Decision)-执行(Action)闭环过程(简称OEDA)，针对演化环节中的任务推演需求，克服现有技术的不足，提供一种基于能力模型的航天器任务推演方法，解决了航天器实现对自身能力的快速评估、任务级指令的快速响应以及能力资源的快速分配问题，增强了对动态不确定场景的自主应变能力。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于能力模型的航天器任务推演方法，包括：

步骤1，根据获取的空间环境信息，进行态势评估，得到态势判定结果和态势判定结果对应的基本能力指标集合；

步骤2，将态势判定结果作为初始态势，以n个1级期望态势为目标，规划得到各1级期望态势对应的1级任务序列；

步骤3，将态势判定结果对应的基本能力指标集合作为初始基本能力指标集合，针对每一个1级任务序列进行基于能力模型的多目标优化求解，得到各1级期望态势对应的1级基本能力指标集合；

步骤4，将各1级期望态势作为初始态势，各1级基本能力指标集合作为初始基本能力指标集合，以m个2级期望态势为目标，重复步骤2和步骤3，得到各2级期望态势对应的2级基本能力指标集合；依次类推，得到各K级期望态势对应的K级基本能力指标集合；

步骤5，选择最优态势发展支链，并根据得到的态势判定结果对应的基本能力指标集合和各1～K级期望态势对应的1～K级基本能力指标集合，得到基于能力模型的任务推演结果。

在上述基于能力模型的航天器任务推演方法中，根据获取的空间环境信息，进行态势评估，得到态势判定结果和态势判定结果对应的基本能力指标集合，包括：

对获取的空间环境信息进行融合处理，得到空间态势状态集；

对空间态势状态集进行场景认知判断，得到态势判定结果；

根据得到的态势判定结果进行能力评估，得到态势判定结果对应的基本能力指标集合。

在上述基于能力模型的航天器任务推演方法中于，对获取的空间环境信息进行融合处理，得到空间态势状态集，包括：

通过航天器感知系统的各敏感器测量得到多维度的空间环境信息；