[发明专利]一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法

权利要求书

1.一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对应急任务集合T中应急任务进行优先级评估与排序；

(2)基于贪婪思想按照优先级从高到低依次从应急任务集合T中选取应急任务T_i；

(3)分析计算应急任务T_i所有的卫星观测时间窗口集合S；

(4)评价卫星观测时间窗口集合S中每个观测时间窗口的任务观测效益；

(5)基于贪婪思想从卫星观测时间窗口集合S中选取观测效益最好的设定个数卫星观测时间窗口，形成最优观测时间窗口集合S’；

(6)从最优观测时间窗口集合S’中选取一个卫星观测时间窗口；

(7)判断选取的应急任务T_i在选取的卫星观测时间窗口中是否可与相应卫星上已安排的任务合并使用测控时间窗口，若可以，则转入步骤(9)，若不可以，则转入步骤(8)；

(8)基于卫星指令上注与指令解包约束，考虑任务影响最小，为应急任务T_i优化决策可用测控时间窗口，若有可用测控时间窗口，则转入步骤(9)，否则，卫星观测时间窗口安排失败，从最优观测时间窗口集合S’中重新选取卫星观测时间窗口，转入步骤(7)；直至最优观测时间窗口集合S’中没有可选择的卫星观测时间窗口；

(9)判断选取的应急任务是否可与卫星上已安排的任务合并使用数传时间窗口，若可以，则转入步骤(11)，若不可以，则转入步骤(10)；

(10)基于任务时效性要求与卫星数传使用约束，考虑任务影响最小，采用最短路径法为应急任务优化决策数传时间窗口，若有满足时效性要求的数传时间窗口，则转入步骤(11)，否则卫星观测时间窗口安排失败，重新选择卫星观测时间窗口，转入步骤(7)，直至最优观测时间窗口集合S’中没有可选择的卫星观测时间窗口；

(11)基于优化决策的测控时间窗口与数传时间窗口，卫星载荷使用约束进行应急任务调整可行性分析；

(12)判断最优观测时间窗口集合S’中是否还有未进行测控时间窗口与数传时间窗口优化决策的卫星观测时间窗口，若有，则重新选择卫星观测时间窗口，转入步骤(7)，直至最优观测时间窗口集合S’中没有可选择的卫星观测时间窗口；若无，则转入步骤(13)；

(13)基于已决策的测控时间窗口与数传时间窗口，对最优观测时间窗口集合S’中所有观测时间窗口进行时效性、观测质量与任务影响度综合评价；

(14)基于综合评价值优选应急任务T_i的观测时间窗口，结合确定的测控时间窗口与数传时间窗口，生成应急任务规划方案；

(15)判断应急任务集合T中所有应急任务是否都已处理，若是，应急任务规划结束，生成应急任务规划方案，否则，转入步骤(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，其特征在于，所述测控时间窗口为地面站天线对卫星的测控可视时间窗口，数传时间窗口为地面站天线对卫星的数传可视时间窗口。

3.根据权利要求1所述的一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，其特征在于，步骤(10)所述最短路径法具体为：

计算从当前时间到卫星对应急任务进行观测、数据下传地面、数据处理至产品分发全流程所经路径的全程时间，优选时间最短的路径。

4.根据权利要求1所述的一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，其特征在于，步骤(10)基于任务时效性要求与卫星数传使用约束，考虑任务影响最小，采用最短路径法为应急任务优化决策数传时间窗口，具体为：

(1001)从可用的数传时间窗口中选择设定个数的数传开始时间早的数传时间窗口，形成候选数传时间窗口集D；

(1002)从候选数传时间窗口集D中依次取一个数传时间窗口d_i；

(1003)获取d_i对应的地面站，根据地面站到数据中心的地面传输链路情况，预估数据传输时间，计算从数传开始时间到数据完全传输到数据中心的时间长度t_i；

(1004)候选数传时间窗口集D中所有数传时间窗口计算完成后，优选时间长度最小的数传时间窗口，返回数传资源决策结果。

5.根据权利要求1所述的一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，其特征在于，步骤(11)具体为：

(1101)基于原有任务规划方案与卫星载荷使用约束，进行应急任务插入调整，取消冲突的已安排常规任务，精确确定应急任务观测开始时间、结束时间和观测模式；

(1102)基于应急任务与原方案保留的观测任务，预估上注指令包数据量，精确计算确定测控开始时间与结束时间；

(1103)基于应急任务、原方案保留的观测任务与数传时间窗口，预估数传数据量，精确计算确定数传开始时间与结束时间；

(1104)基于卫星载荷使用约束检验确定的观测卫星时间窗口的合法性，若不合法，则重新选择卫星观测时间窗口，转入步骤(7)，直至最优观测时间窗口集合S’中没有可选择的卫星观测时间窗口；

(1105)基于卫星载荷使用约束检验选取的测控资源的合法性，若不合法，则转入步骤(8)重新决策测控时间窗口；

(1106)基于卫星载荷使用约束检验确定的数传资源的合法性，若不合法，则转入步骤(10)重新决策数传时间窗口。