卫星的任务效能计算方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种卫星的任务效能计算方法、装置及电子设备，该卫星的任务效能计算方法首先判断该卫星被分配的各个任务是否均可行，如果可行则计算该卫星所有任务的时间可用率、所有任务的完成概率，及所有任务的商业收益率，然后根据所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算该卫星的任务能效。在本发明专利技术实施例，基于不确定的天气原因的影响，从卫星的时间可用率、任务的完成概率和商业收益率的角度进行综合分析并计算任务能效，对于评价卫星对地观测任务的分配方案和任务安排计划的优劣性，给出了量化指标，能够有效支持开展任务效能的优化设计，支持观测任务在卫星之间的分配以及卫星资源在特定任务条件下的最大化利用。

Mission efficiency calculation method, device and electronic equipment for satellite

The invention provides a method for calculating the mission effectiveness of a satellite, a device and an electronic device. The method for calculating the mission effectiveness of the satellite first determines whether each task assigned to the satellite is feasible, and if feasible calculates the time availability of all the tasks of the satellite, the completion probability of all the tasks, and the quotient of all the tasks. Then, the mission energy efficiency of the satellite is calculated according to the time availability, completion probability and commercial rate of return of all tasks. In the embodiment of the present invention, based on the influence of uncertain weather causes, a comprehensive analysis and calculation of mission energy efficiency are carried out from the perspectives of satellite time availability, mission completion probability and commercial rate of return. Quantitative indicators are given for evaluating the advantages and disadvantages of satellite earth observation mission allocation schemes and mission scheduling schemes. It can effectively support the optimal design of mission effectiveness, the allocation of observation missions among satellites and the maximization of satellite resources under specific mission conditions.

【技术实现步骤摘要】
卫星的任务效能计算方法、装置及电子设备
本专利技术涉及卫星观测
，尤其是涉及一种卫星的任务效能计算方法、装置及电子设备。
技术介绍
卫星只有在飞掠观测区域或目标上空时才能执行相应的观测任务，并且受到昼夜条件、太阳光照角度、以及天气原因等的影响，因而卫星的可观测时间窗口非常有限，是非常紧缺的资源。并且一些观测任务可能还要求特殊的观测条件，仅能在一部分可观测时间窗口内开展。因此，如何合理的安排各种类型的观测任务，考虑任务的紧迫度和重要度，以最大化的利用卫星资源和产生经济效益，是商业卫星对地观测领域的一个重要问题。数据回传也是卫星系统的一个资源瓶颈。观测任务产生了大量的数据，一般先暂存于星内数据存储设备。当卫星飞掠经过地面接收站上空时，会将采集到的数据加密并转换为适合在自由空间传播的电磁波并发送出去。只有数据被接受后，观测任务才圆满完成。因此卫星数据的可回传时间窗口也是一种有限的时间资源。如何合理利用可观测时间窗口和可回传时间窗口使卫星的任务效能最大化，是卫星对地观测领域的一个重要技术难题。因此为了使得卫星的任务效能最大化，需要对任务能效进行量化评估，以支持开展任务效能的优化设计。但是目前针对卫星对地观测任务，对其进行综合评估的研究还比较少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种卫星的任务效能计算方法、装置及电子设备，以基于不确定的天气原因的影响，从卫星的时间可用率、任务的完成概率和商业收益率的角度进行综合分析并计算任务能效，能够有效支持开展任务效能的优化设计，支持观测任务在卫星之间的分配以及卫星资源在特定任务条件下的最大化利用。第一方面，本专利技术实施例提供了一种卫星的任务效能计算方法，包括：根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性；当所述各个任务均可行时，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率；根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率；根据各个任务的实际回传停止时间、最迟完成时间、商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率；根据所述所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算所述卫星的任务能效。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性包括：当所述各个任务的实际观测起止时间均在各自对应的可观测时间窗口的起止时间内，且各个任务的实际回传起止时间均在各自对应的可回传时间窗口的起止时间内；且当所述各个任务的实际观测时长均大于等于各自的所需观测时长，且各个任务的实际回传时长均大于等于各自的所需回传时长；且当所述各个任务的实际回传时间均在各自对应的实际观测时间之后，则确定各个任务均可行。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述计算所述卫星执行所有任务的时间可用率包括：根据各个任务的可观测时间窗口的起止时间，确定所述卫星执行任务的可用时间；根据所述可用时间和预先设置的规划期的总时间，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率包括：根据各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间确定标识各个任务在可观测时间窗口是否被执行的第一标志位；根据预先设置的各个任务的观测所需的天气条件类型、所述天气条件类型对应的概率及所述第一标志位，确定各个任务在对应的可观测时间窗口的完成概率；根据各个任务在对应的可观测时间窗口的完成概率，确定所有任务的完成概率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述根据各个任务的实际回传停止时间、最迟完成时间、商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率包括：根据各个任务的实际回传停止时间，确定各个任务的完成时间；根据所述各个任务的完成时间和预先设置的最迟完成时间，确定各个任务的延迟时间；根据各个任务的延迟时间、预先设置的商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述卫星的任务能效的计算过程如下：其中，E表示所述卫星的任务能效，A表示所述所有任务的时间可用率，表示所述所有任务的完成概率，表示所述所有任务的商业收益率，n表示所述卫星被分配的任务的个数。第二方面，本专利技术实施例还提供一种卫星的任务效能计算装置，包括：可行判断模块，用于根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性；可用率计算模块，用于当所述各个任务均可行时，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率；概率计算模块，用于根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率；收益计算模块，用于根据各个任务的实际回传停止时间、最迟完成时间、商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率；效能计算模块，用于根据所述所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算所述卫星的任务能效。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述卫星的任务能效的计算包括：其中，E表示所述卫星的任务能效，A表示所述所有任务的时间可用率，表示所述所有任务的完成概率，表示所述所有任务的商业收益率，n表示所述卫星被分配的任务的个数。第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面及其任一种可能的实施方式所述的方法。第四方面，本专利技术实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行所述第一方面及其任一种可能的实施方式所述方法。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供的实施例中，该卫星的任务效能计算方法首先判断该卫星被分配的各个任务是否均可行，如果可行则计算该卫星所有任务的时间可用率、所有任务的完成概率，及所有任务的商业收益率，然后根据所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算该卫星的任务能效。在本专利技术实施例提供的技术方案中，基于不确定的天气原因的影响，从卫星的时间可用率、任务的完成概率和商业收益率的角度进行综合分析并计算任务能效，对于评价卫星对地观测任务的分配方案和任务安排计划的优劣性，给出了量化指标，能够有效支持开展任务效能的优化设计，支持观测任务在卫星之间的分配以及卫星资源在特定任务条件下的最大化利用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星的任务效能计算方法，其特征在于，包括：根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性；当所述各个任务均可行时，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率；根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率；根据各个任务的实际回传停止时间、最迟完成时间、商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率；根据所述所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算所述卫星的任务能效。

【技术特征摘要】
1.一种卫星的任务效能计算方法，其特征在于，包括：根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性；当所述各个任务均可行时，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率；根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率；根据各个任务的实际回传停止时间、最迟完成时间、商业收益及延迟完成惩罚系数，确定所有任务的商业收益率；根据所述所有任务的时间可用率、完成概率及商业收益率，计算所述卫星的任务能效。2.根据权利要求1所述的任务效能计算方法，其特征在于，所述根据卫星的各个任务的实际观测起止时间、实际回传起止时间、可观测时间窗口的起止时间、可回传时间窗口的起止时间，判断各个任务的可行性包括：当所述各个任务的实际观测起止时间均在各自对应的可观测时间窗口的起止时间内，且各个任务的实际回传起止时间均在各自对应的可回传时间窗口的起止时间内；且当所述各个任务的实际观测时长均大于等于各自的所需观测时长，且各个任务的实际回传时长均大于等于各自的所需回传时长；且当所述各个任务的实际回传时间均在各自对应的实际观测时间之后，则确定各个任务均可行。3.根据权利要求1所述的任务效能计算方法，其特征在于，所述计算所述卫星执行所有任务的时间可用率包括：根据各个任务的可观测时间窗口的起止时间，确定所述卫星执行任务的可用时间；根据所述可用时间和预先设置的规划期的总时间，计算所述卫星执行所有任务的时间可用率。4.根据权利要求1所述的任务效能计算方法，其特征在于，所述根据天气条件类型、各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间，确定所有任务的完成概率包括：根据各个任务的实际观测起止时间、可观测时间窗口的起止时间确定标识各个任务在可观测时间窗口是否被执行的第一标志位；根据预先设置的各个任务的观测所需的天气条件类型、所述天气条件类型对应的概率及所述第一标志位，确定各个任务在对应的可观测时间窗口的完成概率；根据各个任务在对应的可观测时间窗口的完成概率，确定所有任务的完成概率。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：肖依永，张思悦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11