[发明专利]基于双蚁群的多星任务调度方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种基于双蚁群的多星任务调度方法和装置，涉及通信领域。该方法包括：构建多个卫星的任务调度的数学模型，所述任务包括观测任务和下传任务，所述数学模型包含至少一个约束；基于双蚁群算法对所述数学模型进行求解，获得多个卫星的任务调度方案；根据所述多个卫星的任务调度方案调度多个卫星的观测任务和下传任务。根据本发明实施例，解决了观测任务和下传任务的集成调度问题，有利于提高卫星使用效率。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于双蚁群的多星任务调度方法和装置。

背景技术

地球观测卫星是一种重要的图像获取平台，它们能够在运行轨道上通过遥感器对地面目标进行观测，并将获得的图像数据下传至地面站，通过后期加工形成图像产品。

当前，地球观测卫星经常作为系列发射，如中国的高分系列，计划发射7颗民用卫星，目前已发射2颗。这些卫星能够组成较为完整的观测系统，服务于特定领域的信息需求。

地球观测卫星的任务调度是指根据一定的优化目标，对多个对地观测任务(简称观测任务)进行排程，以确定执行各任务的具体卫星和具体时间，由于受到星上存储器的容量限制，每执行一定数量的观测任务，就需要将图像数据传回至地面站，以释放星上存储容量。因此，对地观测和数据下传总是穿插进行的，任务调度也应该包括对数据下传任务(简称下传任务)的调度。这两种任务最大的区别在于观测任务是根据用户需求产生的，在调度之前就已经确定，而下传任务是根据调度的情况以及卫星的星上存储量而动态产生的，在调度之前无法确定。

卫星的任务调度是影响卫星应用效率的关键技术之一。然而，当前的很多研究是将观测任务和下传任务分开调度的，但是，观测任务和下传任务分开调度无法从整体上取得最优的卫星使用效率。目前还没有有效的方案可以实现观测任务和下传任务的集成调度问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于双蚁群的多星任务调度方法和装置，解决了观测任务和下传任务的集成调度问题，有利于提高卫星使用效率。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于双蚁群的多星任务调度方法，包括：

构建多个卫星的任务调度的数学模型，所述任务包括观测任务和下传任务，所述数学模型包含至少一个约束；

基于双蚁群算法对所述数学模型进行求解，获得多个卫星的任务调度方案；

根据所述多个卫星的任务调度方案调度多个卫星的观测任务和下传任务。

可选的，所述多个卫星的任务调度的数学模型为：

其中，

R_num，R_wgt是比例系数；

T＝{1,2,...,i,...,N_T}是目标集合，目标对应一个观测任务，N_T是目标数量，i表示第i个目标；

S＝{1,2,...,j,...N_S}是卫星集合，N_S是卫星数量，j表示第j个卫星；

是卫星j在调度周期中的轨道圈次数集合，k为卫星j的第k圈次，为调度期最大圈次数；

tw_i是目标i的权重；

是决策变量，

是一般变量，

可选的，所述约束包括以下约束中的至少一种：

约束1：

约束2：

约束3：