The invention discloses a satellite mission planning method based on configurable general constraint processing rules. One aspect of the invention through abstract satellite common constraint handling method to form general constraint handling rules, constraint handling methods and parameters of the satellite can be configured based on general constraint handling rules; on the other hand, on the basis of general constraint handling rules, using genetic algorithm to optimize the satellite mission schedule, fast search task planning scheme. In general to achieve a certain degree of complete constraint, constraint handling rules by configuring a general constraint can completely cover the satellite without custom-made special binding method, and may at any time by revising the constraint configuration dynamically adapt to the change of satellite on orbit state, reliability will greatly improve the efficiency of programming and software engineering personnel.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天地面任务管控领域,尤其是涉及一种卫星任务规划方法。
技术介绍
卫星任务规划针对各个卫星用户单位下达的卫星观测任务,在星地资源有限的条件下,综合考虑卫星及地面站资源的能力和不同用户的任务需求、不同规划目标的基础上,合理安排卫星任务,进行约束检验并消除任务间的冲突与资源使用冲突,确定各任务的具体执行次序、执行时间、执行方式,最大限度的满足用户需求,生成卫星对地观测和接收方案。传统的卫星任务规划算法大都针对一个特定的卫星系统进行设计,无法满足不同卫星系统的拓展。随着航天发射任务的增加,设计一个新的任务规划系统需要耗费大量的时间和精力,对编程人员和操作人员都是不小的挑战。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的主要目的在于提供一种基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,通过抽象多星通用的约束处理方法形成通用约束处理方法对卫星任务安排情况进行冲突消解,利用遗传算法针对卫星任务规划进行求解以快速形成无冲突和优化的观测与接收方案,最大化完成任务数量和充分利用星地资源。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,包括以下步骤:步骤1、通过分析各卫星的工作模式与使用特点,提炼出通用的约束处理规则;所述通用的约束处理规则为多星通用的约束检验方法;步骤2、利用遗传算法对任务规划问题解空间进行搜索,在搜索过程中依据通用的约束处理规则,并采用多准则加权和的评价方法快速得到卫星任务规划方案。其中,所述约束检验方法包括成像时间约束的检验方法、动作时间间隔约束的检验方法、滑动圈约束的检验方法、数传时间约束的检验方法以及固存约束的 ...
【技术保护点】
一种基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过分析各卫星的工作模式与使用特点,提炼出通用的约束处理规则;所述通用的约束处理规则为多星通用的约束检验方法;步骤2、利用遗传算法对任务规划问题解空间进行搜索,在搜索过程中依据通用的约束处理规则,并采用多准则加权和的评价方法快速得到卫星任务规划方案。
【技术特征摘要】
1.一种基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过分析各卫星的工作模式与使用特点,提炼出通用的约束处理规则;所述通用的约束处理规则为多星通用的约束检验方法;步骤2、利用遗传算法对任务规划问题解空间进行搜索,在搜索过程中依据通用的约束处理规则,并采用多准则加权和的评价方法快速得到卫星任务规划方案。2.根据权利要求1所述的基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,所述约束检验方法包括成像时间约束的检验方法、动作时间间隔约束的检验方法、滑动圈约束的检验方法、数传时间约束的检验方法以及固存约束的检验方法。3.根据权利要求1所述的基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,所述步骤2具体包括以下步骤:(a)将每个卫星任务的编号抽取至卫星任务集合中;(b)对卫星任务集合内的所有卫星任务采用随机算法生成表现型种群;所述表现型种群包含多个表现型个体;(c)将表现型种群进行编码生成二进制型种群;所述二进制型种群包含多个二进制型个体;(d)根据二进制型个体的染色体排列的先后顺序和通用的约束处理规则,对每个表现型个体进行资源分配生成卫星任务规划方案;(e)采用多准则加权和的评价方法计算卫星任务规划方案的适应度,将适应度最大的方案对应的表现型个体和二进制型个体作为最优表现型个体和最优二进制型个体进行保留;(f)对二进制型种群进行遗传操作,生成新的二进制型种群;对新的二进制型种群中的每一个二进制型个体分别进行解码一一对应生成新的表现型个体;(g)判定种群迭代次数是否已达用户配置的种群迭代进化最大代数,如果已达到,则将保留的最优表现型个体和最优二进制型个体对应的卫星任务规划方案进行输出;否则,对新的二进制型个体和新的表现型个体执行步骤(d)。4.根据权利要求3所述的基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,步骤(c)中将表现型种群进行编码生成二进制型种群,具体为:表现型种群中的每个卫星任务有“执行”和“不执行”两种状态,在编码生成二进制型种群时,0表示不执行,1表示执行。5.根据权利要求3所述的基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,步骤(e)所述的多准则加权和的评价方法包括以下评价值:目标数目评价值f1、目标重要性评价值f2、侦察效果评价值f3和附加影响评价值f4;卫星任务规划方案的适应度fitness,计算方式为:其中,X1、X2、X3、X4分别为目标数目评价值的权值、目标重要性评价值的权值、侦察效果评价值的权值和附加影响评价值的权值。6.根据权利要求2所述的基于可配置通用约束处理规则的卫星任务规划方法,其特征在于,成像时间约束的检验方法的配置内容包括:开机与首次成像间隔时间、关机与末次成像间...
【专利技术属性】
技术研发人员:付伟,刘晓丽,刘洪刚,孔庆玲,高朝晖,岳群彬,张恒,赵超,陈金勇,颜博,李苒,张琦,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所,
类型:发明
国别省市:河北;13
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