[发明专利]一种敏捷卫星动态任务重规划方法

权利要求书

1.一种敏捷卫星动态任务重规划方法，其特征在于步骤如下：

(1)判断采用动态任务重规划方式，如果能够获取卫星全部任务列表，采用基于任务替换的动态重规划方式，设置插入任务集，将需要插入的任务，放入插入任务集后，进行步骤(2)；如果只能获取卫星部分任务列表，则采用基于递归滑动法的动态重规划方式，进行步骤(7)；

(2)根据敏捷卫星的轨道参数和成像目标参数，计算插入任务集中每个需要插入的任务执行所需的时间窗口；

(3)将步骤(1)获取卫星全部任务列表中原始任务的时间窗口与插入任务集中需要插入的任务的时间窗口进行比较，选出卫星全部任务列表中与插入任务之间有资源冲突的任务，形成冲突任务集；冲突任务集中的任务定义为冲突任务；

(4)针对步骤(2)中的插入任务集中的每项插入任务，从冲突任务集中选择与该项插入任务有资源冲突的任务，比较该插入任务与该项插入任务有资源冲突的任务之间的优先级，若插入任务的优先级高于与该项插入任务有资源冲突的任务，则将与该项插入任务有资源冲突的任务，作为被替换的任务；否则，不将与该项插入任务有资源冲突的任务作为被替换的任务；建立被替换任务集，将选择的被替换任务放入被替换任务集中，同时从卫星全部任务列表中移除替换任务集中的被替换任务，将与移除的被替换任务对应的插入任务加入卫星全部任务列表中；

(5)将步骤(4)被替换任务集中的被替换任务放入插入任务集，进行步骤(6)；

(6)判断插入任务集中的任务是否发生变化，若发生变化，返回步骤(2)，若不发生变化，完成用基于任务替换的动态任务重规划；

(7)设定插入任务集，将需要插入的任务，放入插入任务集；根据敏捷卫星的轨道参数和成像目标参数，计算动态插入任务集中每个需要插入的任务执行所需的时间窗口；

(8)将插入任务集中的各个插入任务，与卫星部分任务列表中该插入任务时间窗口前，且最接近该插入任务的时间窗口的任务进行比较，判断以上两任务是否有时间窗口重叠；如果时间窗口没有重叠，则向卫星部分任务列表中加入该插入任务，完成基于递归滑动法的动态重规划；如果时间窗口有重叠，确定以上两任务的重叠度；如果以上两任务的重叠度小于等于设定的重叠度阈值1，进行步骤(9)；如果以上两任务的重叠度大于设定的重叠度阈值1，进行步骤(10)；

(9)对插入任务时间窗口前的卫星部分任务列表中最接近该插入任务的时间窗口的任务进行时间窗口提前，提前后，若能够使插入任务时间窗口不冲突，则满足插入条件，向卫星部分任务列表中加入该插入任务，完成基于递归滑动法的动态重规划；否则，进行步骤(10)；

(10)将插入任务集中的各个插入任务，与卫星部分任务列表中该插入任务时间窗口后，且最接近该插入任务的时间窗口的任务进行比较，判断以上两任务是否有时间窗口重叠；如果时间窗口没有重叠，则满足插入条件，则在该位置向卫星部分任务列表中加入该插入任务，完成基于递归滑动法的动态重规划；如果时间窗口有重叠，确定以上两任务的重叠度；如果以上两任务的重叠度小于等于设定的重叠度阈值2，则进行步骤(11)；如果以上两任务的重叠度大于设定的重叠度阈值2，则抛弃该插入任务；

(11)对与插入任务冲突的卫星部分任务列表中该插入任务时间窗口后，且最接近该插入任务的时间窗口的任务进行时间窗口调整，若能够使插入任务时间窗口不冲突，则满足插入条件，向卫星部分任务列表中加入该插入任务，完成基于递归滑动法的动态重规划；否则，抛弃该插入任务。

2.根据权利要求1所述的一种敏捷卫星动态任务重规划方法，其特征在于：敏捷卫星，具体为能够在短时间内实现大角度快速机动的卫星，利用其快速姿态机动能力，能够迅速改变星上相机对地指向，实现对地面目标的高效、灵活的观测；敏捷卫星可供选择观测模式更加多样，因而大大增加了其在轨任务规划问题求解的复杂性。

3.根据权利要求1所述的一种敏捷卫星动态任务重规划方法，其特征在于：卫星全部任务列表，具体为：敏捷卫星任务规划中利用卫星资源，针对大量的用户任务需求，制定合理的任务执行计划，即在满足卫星观测约束下，为卫星在时间轴上制定的观测目标列表；它是多资源、多任务、多时间窗口、多优化目标和多约束的组合优化问题。