[发明专利]一种同构多星在线协同方法

说明书

本发明公开了一种同构多星在线协同方法。在所述同构多星在线协同方法中，采用集中‑分布式协同架构，协同决策功能仅配置在地球静止轨道通信卫星上，而对地观测卫星进行分布式计算，所述同构多星在线协同方法采用基于拍卖机制的任务协同分配算法，拍卖由作为拍卖商的地球静止轨道通信卫星组织进行，每个对地观测卫星根据自身的局部信息来计算与应急观测任务相对应的投标出价值，并以此进行投标，每个对地观测卫星将其出价通知拍卖商，然后地球静止轨道通信卫星决定每个应急观测任务的胜出者，如果有多个通信中继节点相互关联，则拍卖商的角色能够在这些通信中继节点之间进行转移。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，特别是涉及一种同构多星在线协同方法，更具体地，涉及一种采用集中-分布式协同架构的同构多星在线协同方法。

背景技术

随着星上载荷探测能力和图像处理能力的提升，对地观测卫星可在星上发现有价值的观测目标并生成进一步的观测任务请求(通常是具体有较高收益或优先等级的应急观测任务)，也可接收其他卫星通信传递过来的观测任务请求(应急观测任务请求)，而这些观测任务请求是动态随机到达的且时效性要求高，需要在线解决，在多星(尤其是同构多星)的情况下，从而需要有多星在线协同调度机制来进行协同调度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同构多星在线协同方法来实现同构多星的在线协同，尤其是更好地应对应急观测任务。

为实现上述目的，本发明提供一种同构多星在线协同方法，在所述方法中，对地观测卫星作为资源观测卫星，地球静止轨道通信卫星作为通信中继节点，对地观测卫星与地球静止轨道通信卫星通信，对地观测卫星之间不能直接进行卫星通信，所述同构多星在线协同方法采用集中-分布式协同架构，协同决策功能仅配置在地球静止轨道通信卫星上，而对地观测卫星进行分布式计算，所述同构多星在线协同方法采用基于拍卖机制的任务协同分配算法，拍卖由作为拍卖商的地球静止轨道通信卫星组织进行，每个对地观测卫星根据自身的局部信息来计算与应急观测任务相对应的投标出价值，并以此进行投标，每个对地观测卫星将其出价通知拍卖商，然后地球静止轨道通信卫星决定每个应急观测任务的胜出者，如果有多个通信中继节点相互关联，则拍卖商的角色能够在这些通信中继节点之间进行转移。

优选地，所述地球静止轨道通信卫星采用下述的中标决策方式：

1).如果有多个对地观测卫星能够在截止时间之前完成应急观测任务，则选择使系统总收益增量最大的对地观测卫星作为中标者；如果有多个卫星的投标出价值对应于最高的总收益增量，则以实际开始观测时间最早的对地观测卫星具有中标优先权；

2).如果只有一个对地观测卫星可以在截止日期之前完成应急观测任务，同时系统总收益的增量为正值，则选择该卫星作为中标者；

3).如果当对地观测卫星执行该应急观测任务产生的系统总收益增量均是负值，或者没有对地观测卫星可以在截止时间之前完成应急观测任务，则地球静止轨道通信卫星舍弃该应急观测任务。

优选地，以下式计算应急观测任务的时间可用性w_ioj，计算如下：

其中，ols_ioj为第o批次中第j个应急观测任务的最晚观测开始时间，且ols_ioj＝max{olf_ioj-p_oj-(2·maxθ)/sp_roll,oes_ioj}。

优选地，每颗对地观测卫星具有六个信息向量，具体如下：