[发明专利]一种用于飞行控制的自主任务规划地面验证体系及方法

说明书

一种用于飞行控制的自主任务规划地面验证体系及方法，属于航天器飞行控制领域。其中，自主任务规划地面验证体系包括遥测数据接收与解析系统、目标任务接收与处理系统、自主任务规划智能计算系统、执行指令和注入文件序列输出系统、自主任务规划验证系统、指令上行系统。通过自主任务规划地面验证体系及方法的应用，有效提高飞控支持的智能化水平，提升任务实施的自主性。

技术领域

本发明涉及用于飞行控制的自主任务规划地面验证体系及方法，属于航天器飞行控制领域。

背景技术

传统飞行控制模式下，所有任务均由地面人工根据各种约束条件和目标值进行规划，由地面人员实现编排后生成空间站指令序列发送至空间站执行。

考虑到长期在轨型号的任务特点和运行需求，在型号设计中考虑了长期运营的成本，设计了一定的自主控制元素，具备一定的自主控制能力。但是由于飞行任务输入的机动性、外界信息的不完整，大部分任务执行仍需要地面干预和支持，由地面飞控人员根据各种约束条件和目标值进行人工规划，在地面控制下实施，长期地面运营成本高昂。对于天地协同要求高的复杂任务，对地面飞控人员反应能力也提出了较高要求，面对紧急任务地面准备工作较多，处置周期较长。

另外，根据飞控模式的自主任务规划能力，如果直接在轨应用，势必存在一定的风险。任何算法的执行都需要切实有效的地面验证，才能真正在轨部署和运行。对于研究热度很高的航天器健康管理等类似智能技术，理论研究深厚，但是还没有真正付诸于工程实践。如果真正要将健康管理加入到工程应用中，务必需要经过长期的地面和在轨验证。因此，相较于软件算法层的验证，目前更为需要的是搭建一个地面验证体系，基于此试验体系，进行多领域的自主任务规划及验证。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为了克服现有技术的不足，在地面飞行控制体系架构和试验条件的基础上，提出了一种用于飞行控制的自主任务规划地面验证体系及方法，将飞行任务的任务规划、计划生成和执行指令上行过程转交给自主任务规划地面验证体系完成，可以有效提高地面飞控支持的智能化水平，提升任务实施的自主性。

本发明的技术解决方案是：

一种用于飞行控制的自主任务规划地面验证体系，包括遥测数据接收与解析系统、目标任务接收与处理系统、自主任务规划智能计算系统、执行指令和注入文件序列输出系统、自主任务规划验证系统、指令上行系统；其中，

遥测数据接收与解析系统用于接收和解析在轨航天器下行的遥测数据；

目标任务接收与处理系统用于接收目标任务，并处理为指定格式的目标口令；

自主任务规划智能计算系统接收遥测数据接收与解析系统输出的遥测数据、目标任务接收与处理系统输出的目标口令，进行任务分析与计算，得出控制策略，解析为任务作业序列并输出；自主任务规划智能计算系统接收自主任务规划验证系统反馈的验证数据，判断此次任务规划是否满足任务目标，将满足任务目标的任务作业序列进行标记并再次输出；

执行指令和注入文件序列输出系统接收自主任务规划智能计算系统输出的任务作业序列，将未标记的任务作业序列逐一输出至自主任务规划验证系统；将已标记的任务作业序列进行判断，符合指定要求的任务作业序列逐一输出至指令上行系统；

自主任务规划验证系统接收执行指令和注入文件序列输出系统输出的任务作业序列，进行仿真验证，并向自主任务规划智能计算系统反馈验证数据。

指令上行系统用于将接收到的任务作业序列上行至在轨航天器。

优选的，自主任务规划智能计算系统包括控制策略智能计算模块和执行序列编排模块；其中，

控制策略智能计算模块包括控制策略生成单元、验证结果判断单元；

控制策略生成单元接收遥测数据接收与解析系统输出的遥测数据、目标任务接收与处理系统输出的目标口令，进行任务分析与计算，得出控制策略；