[发明专利]一种卫星的动态任务规划方法、装置、电子设备及介质

说明书

本发明涉及一种卫星的动态任务规划方法、装置、电子设备及介质，该方法包括：获取针对目标任务的扰动事件，根据扰动事件对应的动作序列和工作模式，确定扰动因子，根据目标任务对应的时态网络结构图和扰动因子，确定扰动事件对时态网络结构图的影响范围，根据影响范围、起始原子任务和结束原子任务，确定在影响范围内，从起始原子任务到结束原子任务对应的多个初始动作序列，根据扰动因子，确定每个初始动作序列对应的动态扰动测度，根据各动态扰动测度，从多个初始动作序列确定出目标动作序列，将目标动作序列作为目标规划方案。通过本发明的方法，可在有扰动事件的情况下，准确的确定出目标任务的目标规划方案。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体而言，本发明涉及一种卫星的动态任务规划方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

空间引力波探测器由3颗卫星组成，形成正三角形飞行编队，可在保持轨道稳定的同时较好地响应引力波的振动特性，精密测量引力波引起的光程变化。引力波信号非常微弱，即使两个测试质量相距300万km，引力波引起的光程变化也只在pm量级，微小的扰动就会淹没引力波信号。因此，深空引力波探测航天器具有高精度高稳定性的需求，在大尺度多源扰动和多星约束耦合复杂的影响下支持快速建立、维持和恢复系统。

由于引力波探测星座的构型特点，依赖实时的人机交互完成任务规划的方案不可行。星载系统在执行初始规划方案时，由于卫星资源自身原因、外部环境变形、外界干扰等原因，导致载荷失效、卫星失控、星座构型维持失败等状态，使得卫星资源不再可用；另外，由于在探测过程中处理未知情况可能插入新的事件。动态扰动下引力波探测多星任务规划即解决在初始规划方案的基础上，当新的事件到达或资源状态发生变化的情况下，能够快速生成稳定的新规则调度方案。

对于动态扰动下的任务规划问题，现有技术为在低轨卫星任务调度和应急重规划方面，构建数学模型，给出相应的冲突消解策略和求解算法，包括针对多星卫星成像调度的约束满足模型、基于任务分层规划的混合整数规划模型、面向多时间窗约束的多星联合规划数学模型和粒子群算法、基于动态装载概率模型和估算总装载量的启发式搜索任务规划等。对于航天器系统长时间保持稳定的运行场景，空间引力波探测对航天器系统灵敏度要求极高，航天器系统及轨道环境等各级微弱噪声源多、高度耦合、传递复杂，且其自身的高轨特性带来低速率、高时延的通信约束，上述约束问题都低轨卫星中是不存在的，由此，现有技术的方案缺少针对性，不能解决引力波探测航天器对动态规划对大尺度多源扰动和多星约束耦合的复杂影响，进而无法在扰动事件的情况下，准确的确定目标规划方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种卫星的动态任务规划方法、装置、电子设备及介质，旨在解决上述至少一项技术问题。

第一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种卫星的动态任务规划方法，该方法包括：

获取针对目标任务的扰动事件，目标任务包括多个原子任务，扰动事件为影响目标任务对应的初始规划方案的事件，多个原子任务包括起始原子任务和结束原子任务；

根据扰动事件对应的动作序列和工作模式，确定扰动因子，扰动因子表征了扰动事件对初始规划方案对应的原始动作序列的影响范围，原始动作序列为目标任务在无扰动事件干扰时对应的动作序列；

根据目标任务对应的时态网络结构图和扰动因子，确定扰动事件对时态网络结构图的影响范围，其中，时态网络结构图包括各个节点以及各个节点之间的边，每个节点表征了目标任务对应的多个原子任务中的一个原子任务、该原子任务的基本信息和工作模式，对于每两个节点之间的边，该边表征了该边对应的两个节点中的一个节点到另一个节点所对应的动作和约束条件，每个边的方向表征了该边对应的两个节点之间的任务时序，影响范围包括时态网络结构图中受扰动事件影响的至少一个节点；