[发明专利]一种基于异步通信的多星在线协同方法

权利要求书

1.一种基于异步通信的多星在线协同方法，其特征在于，所述多星采用分散式架构，每颗对地观测卫星LEO为自主卫星，且在架构内具有相同的智能层次，不存在等级差异，所述自主卫星利用地球静止轨道通信卫星作为中继节点进行通信，而且地球静止轨道通信卫星发挥协同器的作用，负责对异步通信环路进行预测，对于应急紧急观测任务，每颗自主卫星都经过“自主规划调度——通信交互——协同决策”的循环过程，其中，每颗自主卫星不仅对自身的任务计划进行更新，也对架构内的其他自主卫星的任务计划进行维护，所述基于异步通信的多星在线协同方法采用基于异步通信的异步一致性束算法，

所述基于异步通信的异步一致性束算法包括：异步通信环路预测阶段、束构建阶段和一致性构建阶段，

在所述异步通信环路预测阶段中，当对地观测卫星对新一批应急观测任务进行调度之后立即将其信息向量分享给地球静止轨道通信卫星，所述地球静止轨道通信卫星对异步通信环路ACL进行预测，

在束构建阶段，每颗对地观测卫星以顺序性贪婪方式不断将任务添加到其任务束中，直到不能再添加任何任务为止，

在一致性构建阶段，识别任务分配冲突，并通过与相邻对地观测卫星之间的局部通信进行冲突消解。

2.如权利要求1所述的基于异步通信的多星在线协同方法，其特征在于，

对于每个对地观测卫星，在ACL的可用时间区间内，当发起者或响应者的任务束发生变动时，则在ACL上执行异步分享反馈交互，并将分享下行与反馈上行的时间戳等同，t_DS≈t_UF，在每次异步分享反馈交互中，进行束构建阶段和一致性构建阶段，其中，异步分享反馈交互是在可用的异步通信环路上触发生成的，在异步分享反馈交互中，共有四个时间戳，所述四个时间戳包括分享上行，分享下行，反馈上行和反馈下行，

其中，异步通信环路ACL由两个或三个独立的异步子通信环路ASCL构成，ASCL的描述形式是一多元组＜ID,I,R,ES,LF＞_ASCL，

—ID是一个标识符；

—I是通信发起者编号，即第一个对其信息进行分享；

—R是接收并分享信息的通信响应者编号；

—ES是异步子通信环路的最早开始时间；

—LF是异步子通信环路的最晚结束时间，

I或R为中继节点，当一LEO确定为I时，R则设定为中继节点，否则，当I为中继节点时，则R设定为LEO，

在异步子通信环路ASCL具有重叠的时间区间的情况下，异步通信环路ACL由两个独立的异步子通信环路ASCL构成，在异步子通信环路ASCL不具有重叠的时间区间的情况下，异步通信环路ACL由三个独立的异步子通信环路ASCL构成。

3.如权利要求2所述的基于异步通信的多星在线协同方法，其特征在于，

任务束中的任务是根据依次添加的顺序排列的，而任务计划中的任务是按照其对应的实际开始时间进行排序的，在束构建阶段，每个对地观测卫星都构建各自相应的任务束，并随着调度过程的进行而更新，对于当前不在任务束中的每个可用任务，对地观测卫星将其收益值与当前中标向量中的任务得分进行比较，如果所述收益值更大，则保留为新的任务中标得分，对于未调度的任务集合，对地观测卫星从中选取具有最高得分的任务，并将其添加到任务束中，束构建的递归过程一直持续到任务束已达到其容量限额，或者不再有任务能够添加到任务束中，即该对地观测卫星对于剩余任务的执行不再能够胜过其他对地观测卫星。