一种多星对地观测任务规划算法的评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多星对地观测任务规划算法的评价方法及装置，所述方法包括：读取测试数据；调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；对所述综合评价值进行比较，输出评价结果；如此，对当前多卫星观测任务中具有代表性的规划算法以可视化的方式进行分析、评价和比较，得出各种算法的特性，为使用者选择算法或研究者改进算法提供依据，在卫星任务规划中具有很好的现实意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星任务规划
，尤其涉及一种多星对地观测任务规划算法的评价方法及装置。
技术介绍
卫星任务规划主要解决如何对多颗卫星资源进行有效的分配与调度，指定卫星的观测计划，最大限度地完成用户提交的任务，其结果直接影响到对地观测卫星系统的任务执行效果。在对地观测卫星发展之初，由于卫星载荷能力有限，用户任务也相对较少，任务的观测时间和观测角度都相对固定，卫星管理和控制比较简单，任务规划问题也不突出。但随着对地观测卫星技术的发展和地面影像数据需求的增加，卫星需要调整遥感设备的侧视角度来对地面目标进行观测。在安排的过程中，需考虑诸多的约束，以保证卫星安全可靠的运行和顺利的进行观测任务。一般而言，不能在一次任务规划时间范围内对所有的任务请求进行成像，卫星每次执行的任务是任务数据集合的一个子集，不能满足用户提出的所有需求。现有技术中，一般是通过建立不同的求解模型与规划算法来解决任务规划的问题，但地观测卫星任务规划问题复杂、涉及大量非线性约束、求解目标不唯一，且不同卫星之间的约束具有差异性。所以即使是针对不同问题，建立的不同模型在拓展上也具有局限性，而这种局限性，使得对相应的规划算法进行比较时存在一定的困难，导致规划算法之间的性能差异缺乏有效的分析。最后造成在面对新的卫星任务规划时，因在规划算法的选择上缺乏理论依据，无法选择较好的算法进行求解，不利于卫星任务规划的整体研究，也不能很好地满足实际需要，导致不能从用户需求、实际问题出发对这些算法的适应性和效率进行完整分析。基于此，本专利技术提供一种多星对地观测任务规划算法的评价方法及装置，选取当前多卫星观测任务中具有代表性的规划算法进行分析，评价和比较，总结出各种算法的特性，为使用者选择算法或研究者改进算法提供依据。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种多星对地观测任务规划算法的评价方法及装置，用于解决多卫星对地观测任务规划的现有技术无法全面从用户需求、实际问题出发对主流规划算法的适应性和效率进行完整分析，导致无法选择合适的规划算法进行卫星任务规划的技术问题。本专利技术提供一种多星对地观测任务规划算法的评价方法，所述方法包括：读取测试数据；调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；对所述综合评价值进行比较，输出评价结果。上述方案中，所述评价指标包括：完成任务数、任务完成观测时长及任务优先级之和。上述方案中，所述待评价规划算法包括：演化算法、蚁群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、贪婪算法及动态规划算法。上述方案中，所述调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果包括：对所述测试数据进行处理，确定观测元任务集和接收元任务集；对所述观测元任务集中的观测元任务的侧摆次数、观测工作时间、太阳高度角及侧摆角度进行约束定义；对所述接收元任务集中的接收元任务的数传固存、数传模式、接收工作时间进行约束定义；对数传固存约束、数传模式约束、侧摆次数约束、观测工作时间约束、接收工作时间约束、太阳高度角约束及侧摆角度约束进行假设，在假设的基础上建立调度模型；调用不同的待评价规划算法对所述调度模型进行求解，获取规划结果。本专利技术还提供一种多星对地观测任务规划算法的评价装置，所述装置包括：读取模块，所述读取模块用于读取测试数据；调用模块，所述调用模块用于调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；计算模块，所述计算模块用于统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；比较模块，所述比较模块用于对所述综合评价值进行比较，输出评价结果。上述方案中，所述评价指标包括：完成任务数、任务完成观测时长及任务优先级之和。上述方案中，所述待评价规划算法包括：演化算法、蚁群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、贪婪算法及动态规划算法。上述方案中，所述调用模块具体用于：对所述测试数据进行处理，确定观测元任务集和接收元任务集；对所述观测元任务集中的观测元任务的侧摆次数、观测工作时间、太阳高度角及侧摆角度进行约束定义；对所述元任务集中的接收元任务的数传固存、数传模式、接收工作时间进行约束定义；对数传固存约束、数传模式约束、侧摆次数约束、观测工作时间约束、接收工作时间约束、太阳高度角约束及侧摆角度约束进行假设，在假设的基础上建立调度模型；调用不同的待评价规划算法对所述调度模型进行求解，获取规划结果。本专利技术提供了一种多星对地观测任务规划算法的评价方法，所述方法包括：读取测试数据；调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；对所述综合评价值进行比较，输出评价结果；如此，对当前多卫星观测任务中具有代表性的规划算法以可视化的方式进行分析、评价和比较，得出各种算法的特性，为使用者选择算法或研究者改进算法提供依据，在卫星任务规划中具有很好的现实意义。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的多星对地观测任务规划算法的评价方法流程示意图；图2为本专利技术实施例一提供的观测任务、载荷与卫星之间的关系映射图；图3为本专利技术实施例一提供的卫星、地面与天线之间的关系映射图；图4为本专利技术实施例一提供的单圈次工作时间示意图；图5为本专利技术实施例二提供的多星对地观测任务规划算法的评价装置结构示意图；图6为本专利技术实施例三提供的各算法运算时间比较结果示意图；图7为本专利技术实施例三提供的各算法收敛情况比较结果示意图；图8为本专利技术实施例三提供的各算法综合评价值比较结果示意图；图9为本专利技术实施例三提供的各算法规划结果示意图。具体实施方式为了可以对当前多卫星观测任务中具有代表性的规划算法以可视化的方式进行分析，评价和比较，得出各种算法的特性，为使用者选择算法或研究者改进算法提供依据，本专利技术提供了一种多星对地观测任务规划算法的评价方法，所述方法包括：读取试数据；调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；对所述综合评价值进行比较，输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多星对地观测任务规划算法的评价方法，其特征在于，所述方法包括：读取测试数据；调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；对所述综合评价值进行比较，输出评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种多星对地观测任务规划算法的评价方法，其特征在于，所述方法包
括：
读取测试数据；
调用不同的待评价规划算法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果；
统计分析所述规划结果，计算所述规划结果中的评价指标值；
对所述评价指标值进行加权，获取综合评价值；
对所述综合评价值进行比较，输出评价结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评价指标包括：完成任务
数、任务完成观测时长及任务优先级之和。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待评价规划算法包括：演
化算法、蚁群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、贪婪算法及动态规划算法。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调用不同的待评价规划算
法对所述测试数据进行任务规划，获取规划结果包括：
对所述测试数据进行处理，确定观测元任务集和接收元任务集；
对所述观测元任务集中的观测元任务的侧摆次数、观测工作时间、太阳高
度角及侧摆角度进行约束定义；对所述接收元任务集中的接收元任务的数传固
存、数传模式、接收工作时间进行约束定义；
对数传固存约束、数传模式约束、侧摆次数约束、观测工作时间约束、接
收工作时间约束、太阳高度角约束及侧摆角度约束进行假设，在假设的基础上
建立调度模型；
调用不同的待评价规划算法对所述调度模型进行求解，获取规划结果。
5.一种多星对地观测任务规划算...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，马万权，张学庆，李晖，赵曼，霍国清，曹玲，刘彬彬，张宏群，谢林，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，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：湖北;42