[发明专利]成像卫星的任务调度方法和系统

说明书

本发明提供一种成像卫星的任务调度方法和系统，涉及卫星观测领域。包括：获取卫星资源和卫星任务；基于卫星资源和卫星任务获取卫星任务观测收益和卫星任务优先级；基于卫星任务观测收益和卫星任务优先级设定目标函数，并设定约束条件；基于目标函数和约束条件构建卫星任务观测模型；基于卫星任务观测模型获取卫星任务种群；基于预设的蚁群算法对卫星任务种群进行处理，得到卫星任务观测方案。本发明对卫星调度的效率高。

技术领域

本发明涉及卫星观测技术领域，具体涉及一种成像卫星的任务调度方法和系统。

背景技术

随着科技的发展，人们对于航空航天领域不断的进行探索和开发，各种飞行器和卫星被制造并广泛应用于各种领域，例如通过卫星对地面进行监测。用户向地面站提出观测任务需求，地面站将任务上注给卫星，围绕地面，并对任务目标进行观测，从而得到用户需要的信息。因此利用卫星实现任务观测是当前的一大研究热点。

随着卫星科技不断发展，成像卫星随之问世并被广泛应用，成像卫星调度主要是在多星多任务的情况下规划任务集开展对地目标的成像任务。在成像卫星进行任务调度的过程中，需要为卫星合理分配任务集，现有技术通常采用人工智能的方法，如遗传算法、贪婪算法和人工神经网络等传统方法求解，以获取任务分配方案。

然而本申请的发明人发现，多星任务的规划为复杂组合优化问题，任务方面，需要处理的观测任务数较多，观测任务需求有差异；资源方面，观测计划的制定需要考虑存储、传感器和轨道的限制等因素，致使解空间显示出不规则的特征，获取最优解的难度增大，而现有技术的方法响应时间长、状态转移规则复杂，导致无法对卫星资源进行较好的利用。因此，现有技术存在卫星调度效率低的缺点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种成像卫星的任务调度方法和系统，解决了现有技术在对卫星进行调度时效率低的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明解决其技术问题所提供的一种成像卫星的任务调度方法，所述方法有计算机执行，包括以下步骤：

S1、获取卫星资源和卫星任务；

S2、基于所述卫星资源和所述卫星任务获取卫星任务观测收益和卫星任务优先级；

S3、基于所述卫星任务观测收益和所述卫星任务优先级设定目标函数，并设定约束条件；

S4、基于所述目标函数和所述约束条件构建卫星任务观测模型；

S5、基于所述卫星任务观测模型获取卫星任务种群；

S6、基于预设的蚁群算法对所述卫星任务种群进行处理，得到卫星任务观测方案。

优选的，所述目标函数为：

其中：

e_i表示第i个卫星任务的观测收益；

o_i表示第i个卫星任务是否被安排观测，当o_i＝1时，第i个卫星被安排观测，当o_i＝0时，第i个卫星不被安排观测；

所述约束条件至少包括以下一项：

Tb≤TbWin_lg≤TeWin_lg≤Te

TbWin_lg≤Ob≤Oe≤TeWin_lg