[发明专利]一种面向非时敏移动目标跟踪的单星自主任务调度方法及系统

权利要求书

1.一种面向非时敏移动目标跟踪的单星自主任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取非时敏移动目标任务集；

步骤2：根据所述非时敏任务集构建单星自主任务调度优化模型；

步骤3：对所述单星自主任务调度优化模型进行求解得到单星自主任务调度方案；

步骤4：输出所述单星自主任务调度方案。

2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述单星自主任务调度优化模型为：

目标函数：

约束条件：

其中，式1表示最大化完成任务的优先级总和，x_ij表示0-1决策变量，x_ij＝1表示在调度序列解中任务i为任务j的紧前任务；pri_j表示任务j的优先级，n_tsk表示待规划任务数目；

式2表示卫星的硬时间窗口约束，即任务必须在卫星可见时间窗口内观测；wb_i表示卫星对任务i的可见时间窗口的开始时间，wb₀＝0，tb_i表示卫星对任务i的开始观测时间，tb₀＝0表示卫星初始状态时间，te_i表示卫星对任务i的结束观测时间，te₀＝0表示卫星初始状态时；we_i表示卫星对任务i的可见时间窗口结束时间，wb₀＝0；

式3表示任务的成像开始、结束与持续时间的等式关系；ct_i表示卫星对任务i的持续观测时间，ct₀＝0；

式4表示的式任务之间时间依赖转换时间约束；trans(ea_i,ba_j)表示任务i与任务j之间的姿态转换时间；

式5表示卫星的固存约束，即单轨内消耗电量不能超过卫星剩余电量阈值；uie表示进行成像时单位时间消耗的电量，单位unit，ute表示进行姿态机动时单位时间消耗的电量，单位unit；ζ表示卫星剩余电量阈值比例；

Egymax表示卫星最大电量总量，单位unit；

ea_i表示卫星对任务i的结束观测姿态，由侧摆θ_i，te_i，俯仰φ_i，te_i与偏航ψ_i，te_i三轴姿态向量构成，ea₀为卫星初始姿态，ba_i表示卫星对任务i的开始观测姿态，由侧摆θ_i，tb_i，俯仰φ_i，tb_i与偏航ψ_i，tb_i三轴姿态向量构成，ba₀为卫星初始姿态；

式6表示每个任务最多存在一个紧前任务；

式7表示每个任务最多存在一个紧后任务；

式8表示任务既不能是自己的紧前任务也不能作为自己的紧后任务，只能够完成一次；式9表示决策变量的值域；

式10表示两姿态之间的最短姿态转换时间计算方式，ρ_ij表示卫星在任务i与任务j之间的姿态转换角度；b₀、b₁、b₂、b₃、b₄、a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、z₀、z₁、z₂、z₃为预先设置的常量；

式11表示两姿态之间的转换角度计算方式，θ_i，t表示卫星在时刻t对任务i的观测侧摆角，te_i表示卫星对任务i的结束观测时间，te₀＝0表示卫星初始状态时，φ_i，t表示卫星在时刻t对任务i的观测俯仰角，ψ_i，t表示卫星在时刻t对任务i的观测偏航角。