申请/专利权人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院

申请日：2024-01-26

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117634860B

主分类号：G06Q10/0631

分类号：G06Q10/0631

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2024.03.19#实质审查的生效;2024.03.01#公开

摘要：本发明公开了一种星群分布式自主任务规划方法及系统，包括以下步骤：S1.地面站向中继指挥卫星上注用户关注的区域目标信息；S2.中继指挥卫星发起与所有电子感知卫星的集群招投标；S3.电子感知卫星在接收到集群任务后，生成投标方案；S4.中继指挥星选择最优电子感知卫星作为搜索任务执行卫星；S5.电子感知卫星在发现目标后将目标电磁特性信息下传到地面；S6.中继指挥星发起与所有光学和SAR成像卫星的招投标；S7.光学和SAR成像卫星生成投标方案；S8.中继指挥星选择成像任务执行卫星；S9.成像卫星根据本地任务方案对目标进行成像，并将观测数据下传地面。本发明采用双层招投标分布式任务规划机制，实现了卫星集群对地面目标的发现、判断、成像在轨自主闭环。

主权项：1.一种星群分布式自主任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.地面站向中继指挥卫星上注用户关注的区域目标信息；S2.中继指挥卫星发起与所有电子感知卫星的集群招投标，向所有电子感知卫星广播新增集群任务；S3.电子感知卫星在接收到集群任务后，进行本地单星动态任务规划，生成投标方案，并向中继指挥卫星投送针对新增集群任务的任务方案；S4.中继指挥卫星根据收到所有的电子感知卫星针对新增集群任务的方案，选择最优电子感知卫星作为搜索任务执行卫星，并向该电子感知卫星发送中标信息；S5.电子感知卫星收到中标信息后更新本地任务方案，根据更新后的本地任务方案扫描待搜索区域，在发现高价值点目标后将目标地理位置和电磁信息下传到地面，并发送到中继指挥卫星；S6.中继指挥卫星发起与所有光学和SAR成像卫星的招投标，将高价值点目标广播给所有光学和SAR成像卫星；S7.光学和SAR成像卫星在接收到集群任务后，进行本地单星动态任务规划，生成投标方案，并向中继指挥卫星投送针对新增高价值点目标任务的任务方案；S8.中继指挥卫星根据收到的所有光学和SAR成像卫星针对新增高价值点目标任务的方案，分别选择一个光学卫星和一个SAR卫星作为成像任务执行卫星，并向这两颗卫星发送中标信息；S9.光学和SAR成像卫星收到中标信息后更新本地任务方案，根据本地任务方案对高价值点目标进行成像，并将观测数据下传地面；电子感知卫星、光学和SAR成像卫星进行单星任务规划的方法采用基于局部递进修改规划的单星自主动态任务规划方法，具体为：S100，定义基于局部递进修改规划的单星自主动态任务规划算法中用到的数学符号；定义单个任务为六元组，其中，为任务优先级，为目标纬度，为目标经度，为任务最早开始执行时间，为任务最晚开始执行时间，为任务全部可选窗口，表示经过窗口计算获得的卫星与目标在时间段内全部可见窗口按开始时间排序后获得的集合；为卫星对目标的单个可见窗口，为该可见窗口的开始时间，为该可见窗口的结束时间，为该可见窗口的观测侧摆角；为含n个待执行任务星上方案，表示单个待执行任务，表示待执行任务被安排的任务窗口；S200，约定新增任务记为，并给出任务冲突集定义；若新增任务的某一窗口与星上待执行任务窗口时间重叠则认为两窗口冲突，冲突判断条件为： .（1.1）其中，为0-1变量，当时，两窗口不冲突；时两窗口冲突；则任务的冲突集定义为： .（1.2）S300，基于局部递进修改规划的单星自主动态任务规划算法的实现过程包括以下步骤：S301，初始化待执行任务星上方案A，和新增任务；S302，在卫星对目标的最早可见窗口加入新任务；S303，判断冲突集是否为空；若加入新任务后，新任务冲突集为空，，则直接将作为任务执行窗口加入待执行任务星上方案，加入的待执行任务为，其中为新增任务对应的待执行任务；若加入新任务后，新任务冲突集不为空，则按照公式（1.2）构造冲突集；S304，遍历待执行任务星上方案，判断冲突集是否最小，若不是最小，更换新增任务可见窗口，跳转至第二步构造冲突集；若冲突集最小，在原方案中依次加入冲突集任务；S305，判断是否有新冲突，若没有，将作为任务执行窗口加入待执行任务星上方案，加入的待执行任务为，若有新冲突，判断冲突任务是否属于原待执行任务星上方案；S306，若冲突属于原方案，则将原方案中与当前新增任务窗口冲突的待执行任务放回冲突集，否则，在当前新增任务与冲突待执行任务间保留优先级高的任务；至此，针对新增任务的基于局部递进修改规划的单星自主动态任务规划执行完毕。

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权利要求：

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