[发明专利]一种基于异步通信的多星在线协同方法

说明书

本发明公开了一种基于异步通信的多星在线协同方法，所述基于异步通信的多星在线协同方法采用基于同步通信的改进一致性束算法，针对通信约束下的多星在线协同任务调度这一复杂组合优化问题，并面向分散式架构，本发明采用基于同步通信的改进一致性束算法m‑CBBA算法，采用同步通信的算法对何时进行通信有严格的规则定义，同时，同步策略会对通信情况进行排队，只能在特定的事件触发下才能执行，这保证了在程序执行过程中算法具有预计的状态。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，特别是涉及一种基于异步通信的多星在线协同方法。

背景技术

随着星上载荷探测能力和图像处理能力的提升，对地观测卫星可在星上发现有价值的观测目标并生成进一步的观测任务请求(通常是具体有较高收益或优先等级的应急观测任务)，也可接收其他卫星通信传递过来的观测任务请求(应急观测任务请求)，而这些观测任务请求是动态随机到达的且时效性要求高，需要在线解决，在多星(尤其是同构多星)的情况下，从而需要有多星在线协同调度机制来进行协同调度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于基于异步通信的多星在线协同方法来实现同构多星的在线协同，尤其是更好地应对应急观测任务。

为实现上述目的，本发明提供一种基于异步通信的多星在线协同方法，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。

优选地，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，

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。