[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

说明书

本发明公开了一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，该方法包括：针对应急观测任务，基于贪婪思想优选高优先级观测任务，并优选高观测效益的观测时间窗口；对优选的观测时间窗口按照观测效益从高到低依次进行资源优化决策，基于最短路径法进行观测时间窗口的相应测控时间窗口与数传时间窗口优化决策；基于综合评价值优选应急任务的观测时间窗口，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。本发明采用贪婪思想与最短路径法指导观测、测控与数传资源的优化决策过程，不需要进行反复迭代搜索，简单快捷，大大提升了应急资源规划效率，并提升了应急任务时效性与观测效果。

技术领域

本发明涉及航天地面任务管控领域，是基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，适用于在时效性与观测效益要求较高，且测控与数传资源可透明共享的应急快响情况下，进行应急任务观测卫星、测控资源与数传资源优化决策与应急任务调整规划，可快速推理生成满足要求的应急任务规划方案与执行计划。

背景技术

现有的遥感卫星地面任务管控系统中常规任务规划，一般都采用智能启发式优化搜索算法进行反复多次迭代，虽然能够实现资源的全局均衡使用与任务优化安排，但过程耗时，且无法实现在已有方案基础上的应急任务插入调整，特别是方案中部分任务已经上注卫星执行的情况下，对星上上注任务进行调整的情况，需要人工进行繁多的资源分析决策，一方面时效性差，另一方面应急任务实施可靠性与执行效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，采用贪婪思想与最短路径法指导应急任务各类资源的优化决策与应急任务规划过程，解决应急任务规划快速响应与执行效果问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，具体步骤如下：

一种基于贪婪思想与最短路径法的应急任务规划方法，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；