[发明专利]多星任务调度方法和系统

说明书

本发明提供一种多星任务调度方法和系统，涉及卫星调度领域。包括以下步骤：将卫星和卫星任务进行匹配，并进行编码，得到组基因；基于预先构建的多星任务模型和组基因求取初始解；将初始解作为卫星任务种群，基于预设的两代竞争取优算法对卫星任务种群进行交叉操作处理；基于多轮迭代两点变异方法对交叉操作处理后的卫星任务种群进行变异操作处理；根据变异操作处理后的卫星任务种群获取卫星任务调度方案。本发明提高了卫星观测任务时的效率。

技术领域

本发明涉及卫星调度技术领域，具体涉及一种多星任务调度方法和系统。

背景技术

随着科技的发展，人们对于航空航天领域不断的进行探索和开发，各种飞行器和卫星被制造并广泛应用于各种领域，例如通过卫星对地面进行监测。用户向地面站提出观测任务需求，地面站将任务上注给卫星，围绕地面，并对任务目标进行观测，从而得到用户需要的信息。因此利用卫星实现任务观测是当前的一大研究热点。

随着卫星技术不断地发展，现有技术一般采用多星任务调度方法进行观测。现有的多星任务调度，是将用户要求的一个或多个任务分配给一个或多个卫星来进行观测，分配的结果是得到卫星对任务观测的序列，然后按照生成的序列对待观测任务进行成像。

然而本申请的发明人发现，多星任务调度时会利用到多颗卫星在多个圈次上对多个任务进行观测，正是由于这种多星、多圈次、多任务复杂的观测方法导致卫星的观测方案数量多且过程复杂，往往无法实现对卫星资源的最优利用，导致多星观测任务的效率较低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多星任务调度方法和系统，解决了现有技术在利用多星观测任务时效率低的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明解决其技术问题所提供的一种多星任务调度方法，所述调度方法由计算机执行，包括：

S1、将卫星和卫星任务进行匹配，并进行编码，得到组基因；

S2、基于预先构建的多星任务模型和所述组基因求取初始解；

S3、将所述初始解作为卫星任务种群，基于预设的两代竞争取优算法对所述卫星任务种群进行交叉操作处理；

S4、基于多轮迭代两点变异方法对交叉操作处理后的卫星任务种群进行变异操作处理；

S5、根据变异操作处理后的卫星任务种群获取卫星任务调度方案。

优选的，在S1中，所述将卫星和卫星任务进行匹配并进行编码，包括：

将卫星任务按照优先级从大到小排序并标号，用卫星将卫星任务分隔开，并采用0/1编码方式对卫星任务进行编码，其中：对于卫星任务T，0表示T不被观测，1表示被T后面的第一颗卫星观测。

优选的，在S2中，所述预先构建的多星任务模型，包括目标函数和约束条件，所述目标函数为：

其中：

表示第i个任务被执行的收益；

为0/1变量，当取1时，表示第i个任务在第j颗卫星的第k条轨道上被执行；当取0时，表示第i个任务不被执行；

n表示卫星数量；m表示卫星任务的数量；

β_ij表示第j颗卫星执行第i个任务时的损失值；

所述约束条件包括：