【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，属于对地观测遥感卫星。
技术介绍
1、随着对地观测遥感卫星研制、发射成本的不断下降，在轨卫星数量日益增多，逐渐形成“星群”并有望实现规模应用效益。相比单星而言，遥感卫星星群将具有更丰富的应用模式，表现为针对特定目标或事件的集团化、持续性、规律性观测能力，以及相关的任务协同、信息交互、数据融合等智能化行为特征。其中，很多应用场景都需要配置多种类型载荷的卫星按特定时序来协同执行观测任务，即“使命级”观测任务。
2、敏感目标特征确认即是一种典型的使命级观测任务。敏感目标涵盖范围很广泛，包括所有被确定为重点关注目标的地物、移动目标，例如敌方的机场、雷达站的等地理位置确定、状态变化周期长的大型基地目标，以及对时间敏感、可发生移动但具备较长可探测时间窗口的大型作战单元等。敏感目标具有以下特性：物理特征经常被伪装、真伪信息难以辨识、观测时效性要求高。因此敏感目标特征确认任务需要多种类型载荷协作观测完成，在特定时间窗口内获取目标的多维观测信息，实现目标的物理性质全面快速揭示，并有较高的把握确认其特征属性。任务完成时间通常是重要约束条件，以保证获取信息的有效性。而且多类载荷成像时间越相近，其时间相关性越高，融合图像的价值更高。
3、对于在轨多种类型载荷卫星的序列观测任务规划，涉及到星群使命级任务的自组织、协同配合方法，目前研究的较少，且在工程实现方面还处于空白。
4、早期的研究主要集中在地面集中式分配方法方面，包括基于粒子群优化算法结合启发式算法的多星协同
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，解决卫星数量庞大所带来的对地面系统管控业务的压力剧增问题；解决如何让不同的卫星协同配合实现使命级的任务的问题；以及解决星上的快速任务决策、任务优化调整的问题。
2、本专利技术的技术解决方案是：在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，包括：
3、招标卫星收到敏感目标以后，根据任务的有效载荷顺序确定每次招标的范围；
4、逐次进行招标；属于该次招标范围的卫星接收到招标信息以后，结合自身星下线方向和有限载荷幅宽，对不同位置、大小和成像约束的目标选择不同的成像模式、生成点目标成像任务，第一次招标时，直接对此任务进行规划；从第二次招标开始，根据前一次招标结束时的投标汇总，按预设规则确定其中自身感兴趣的前一次招标的投标方案，发起带有指向的组队投标，然后对此任务进行规划；当到达该次投标等候时间，招标卫星汇总收到的所有的属于该次招标范围的卫星的投标，加入投标汇总，然后再将投标汇总放入招标书，并根据任务的有效载荷顺序进行下一次招标；直至遍历任务的所有有效载荷；
5、从最后一次投标开始，根据投标指向向前回溯直至第一次投标，在多类投标汇总中各选出一颗卫星组成中标组合，然后遍历最后一次投标的所有投标卫星，生成所有的中标组合，按预设方法计算组队执行敏感任务的效能指标，找到效能指标最优的中标组合，作为规划结果序列。
6、进一步地，所述对任务进行规划包括：
7、按照启发式任务规划算法在规划时段找到一个插入点；
8、无法找到插入点时放弃投标；反之，得到第一组规划方案，以此插入点为起始窗口，以预设步长向后滑动窗口，记录每个可插入点为一种投标方案；
9、投标卫星迭代滑动规划得到多组投标方案集合，根据排入的情况选择投标合同类型；合同类型包括直接、交换、置换三类合同；在任务排入自身任务方案时，按照标书要求进行多组方案投标。
10、进一步地，所述预设规则为
11、
12、其中，mij(d)为属于该次招标范围的卫星对属于该次上一次招标范围的卫星的任务规划方案的感兴趣程度，j为该次招标范围的卫星的序号，i为该次上一次招标范围的卫星的序号，为该次招标范围的卫星的第kj个投标方案对该次上一次招标范围的卫星的第ki个投标方案的时间距离。
13、进一步地，所述时间距离为
14、
15、其中，st为任务开始时刻，et为任务结束时刻，x为招标次数，i为该次上一次招标范围的卫星的序号，j为该次招标范围的卫星的序号，a为该次上一次招标范围的卫星的标识，n为招标范围的个数。
16、进一步地，所述效能指标为：
17、r＝max d(ti,tj),i,j≤n,i≠j
18、
19、其中，r为敏感目标的总执行效能，用多种图像的时间相近程度表示，ti为该次上一次招标范围的卫星收到的敏感目标，tj为该次招标范围的卫星收到的敏感目标。
20、一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现所述在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法的步骤。
21、在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法的步骤。
22、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
23、本专利技术以面向遥感卫星星群分布式协同工作的合同网络任务分配算法为基础，综合采用买卖、交换、置换等任务交互策略，设计了一种对敏感目标进行多星多类有效载荷协同在线、时序化任务规划的方法，敏感目标由地面或天基探测手段发现后，生成对敏感目标的序列化观测需求，上传至招标卫星(主星)，经过接力招标完成任务分配与规划，建立任务合同。
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1.在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述对任务进行规划包括：
3.根据权利要求2所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述预设规则为
4.根据权利要求3所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述时间距离为
5.根据权利要求1所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述效能指标为：
6.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～权利要求5任一所述方法的步骤。
7.在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1～权利要求5任一所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述对任务进行规划包括：
3.根据权利要求2所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述预设规则为
4.根据权利要求3所述的在轨多类型载荷序列观测任务自组织规划方法，其特征在于，所述时间距离为
5.根据权利要求1所述的在轨多类型载荷序列观测...
【专利技术属性】
技术研发人员：于龙江，姜洋，余婧，李雨廷，王跃，吴限德，陈士博，汪精华，范立佳，高洪涛，田贺祥，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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