[发明专利]感通导指一体化交互与多目标应急组网方法及系统

说明书

本发明提供一种感通导指一体化交互与多目标应急组网方法与系统，方法包括：根据待组网的目标区域内无人机的目标任务角色，确定处于目标任务角色的目标无人机的任务能耗；根据目标无人机的任务能耗、目标无人机的飞行能耗和目标优化问题所遵循的目标约束条件，确定目标区域内待求解的目标优化问题；求解目标优化问题，以对目标区域的无人机位置、无人机资源分配方案和无人机调度策略进行优化；根据优化后的无人机位置、优化后的无人机资源分配方案和优化后的无人机调度策略，对目标区域内的无人机进行组网。本发明针对无人机网络部署中的感知、通信、导航网络分立建设，实现在有限资源约束下的感通导耦合感通导指一体化交互与多目标应急组网部署，解决了当前网络弹性不足及分立建设的问题。

技术领域

本发明涉及无人机通信技术领域，尤其涉及一种感通导指一体化交互与多目 标应急组网方法及系统。

背景技术

在大多数灾后场景中，传统的地面无线基础设施往往不可用或严重损坏，使 应急通信地区的用户无法相互通信或与外部通信，需要快速部署无线网络，并向 目标地区的用户提供业务支持，实现快速指挥响应。

近年来，无人机通信以其覆盖范围大、实时数据传输能力强、资金成本低、 部署时间快等优点受到了学术界和业界研究人员的广泛关注。一方面，无人机可 以作为空中移动基站为用户提供通信覆盖和数据收集，另一方面，通过多架无人 机协作，可以为由于卫星信号遮挡而无法定位的地面用户提供定位支持。然而， 由于无人机有限续航能力限制了其任务执行能力，将对网络整体性能产生较大影 响。当前，部分文献针对无人机的信道模型、移动模型和能量消耗进行了相关探 索，通过优化无人机功率、无人机位置部署来来最大化无人机能量效率、最大化 网络容量等。然而，大部分工作主要针对单一业务场景，例如对用户提供通信接 入、感知数据采集、对地面用户定位等进行讨论。与此同时，在瞬息万变的应急 态势下，应急现场指挥救援人员往往面临多个任务，在不同救援阶段等任务优先 级有所不同。同时，不同优先级任务与特定的应急场景密切相关，针对服务对象、 应用场景、处置阶段等所需的资源差异大。然而，由于当前多维资源调度与互联 互通的应急指挥网络标准缺乏，且应急通信场景中数据质量差异大，态势展现可 读性差，降低了应急组网的弹性和鲁棒性。如何面向感知、通信及导航业务的差 异化需求，在资源(例如无人机数量、通信资源等)有限情况下，通过高效决策 和精准指挥，对形成多维资源与指挥任务融合的应急通信指挥网络标准，实现互 联互通有重要作用。

如何在感知、通信及定位业务共存情况下，联合考虑多种类型业务需求，实 现有限资源约束下的感通导耦合感通导指一体化交互与多目标应急组网部署，解 决当前网络弹性不足、分立建设的问题，仍然亟待研究。

发明内容

本发明提供的感通导指一体化交互与多目标应急组网方法及系统，用于解决 现有技术中存在的上述问题，实现在有限资源约束下的感通导耦合感通导指一体 化交互与多目标应急组网部署，解决了当前网络弹性不足及分立建设的问题。

本发明提供的一种感通导指一体化交互与多目标应急组网方法，包括：

根据待组网的目标区域内无人机的目标任务角色，确定处于所述目标任务角 色的目标无人机的任务能耗；

根据所述目标无人机的任务能耗、所述目标无人机的飞行能耗和目标优化问 题所遵循的目标约束条件，确定所述目标区域内待求解的所述目标优化问题；

求解所述目标优化问题，以对所述目标区域的无人机位置、无人机资源分配 方案和无人机调度策略进行优化；

根据优化后的无人机位置、优化后的无人机资源分配方案和优化后的无人机 调度策略，对所述目标区域内的无人机进行组网；

其中，所述目标任务角色包括通信任务角色、感知任务角色和定位任务角色；

所述目标无人机包括属于所述通信任务角色的所述通信无人机、所述属于感 知任务角色的所述感知无人机和属于所述定位任务角色的所述定位无人机；