一种分布式卫星系统动态任务规划方法技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式卫星系统动态任务规划方法，合同网算法应用于当由贪婪算法判定有不止一个的任务由同一卫星在同一时间窗口执行的情况，而贪婪算法则应用于除此之外的其他所有情况。本发明专利技术中规划方法采用分布式的结构避免了集中式所产生的大部分问题，其模型相对简单、耗费资源和时间少并且鲁棒性强，同时综合了贪婪算法与合同网二者的优点，可以实时完成动态任务规划，解决了通信开销过大及任务完成度低等问题，具有很好的工程实用性。

A dynamic task planning method for Distributed Satellite System

【技术实现步骤摘要】
一种分布式卫星系统动态任务规划方法
本专利技术涉及一种分布式卫星系统动态任务规划方法，具体涉及一种贪婪算法与合同网混合的分布式卫星系统(DSS)动态任务规划方法。
技术介绍
目前关于卫星任务规划的算法主要有两大类，分别是集中式和分布式。随着航天技术的发展，卫星的研制和发射成本逐步降低，在轨数量快速增加，我国的航天系统传统上采用“天星地网、天地闭环、在轨自动运行”的工作模式已难以适应和满足应用需求。在传统的工作方式下，卫星间缺少有效的交互协同，难以根据感知结果及时做出快速响应，天地大闭环的工作方式严重制约了天基系统效能的发挥。对于集中式的卫星任务规划由地面工程师依据预设条件制定任务方案，但这种模式依赖于稳定的运行环境和充裕的星地通信时间，伴随着高昂的星地沟通成本。而且其需要考虑大量的参数和约束，要在短时间内生成有质量的规划涉及到复杂的模型求解，会耗费大量资源和时间。最后，集中式的结构鲁棒性也比较差，单节点的失效可能会导致整个系统的瘫痪。而分布式的任务规划目前主要是合同网协商机制，但所有任务都可以应用合同网的前提是假设DSS网络的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式卫星系统动态任务规划方法，其特征在于，该规划方法包括以下步骤：/n(1)任务T

【技术特征摘要】
1.一种分布式卫星系统动态任务规划方法，其特征在于，该规划方法包括以下步骤：
(1)任务Ti在卫星中产生，其描述为Ti(n)(ui(n),ti(n),ci(n),si,ri)；其中i代表任务的编号，n代表卫星的编号，ui(n)代表编号为n的卫星执行任务i时所需要的代价，ti(n)表示卫星n对任务i的执行时间窗口，ci(n)代表在卫星n中与任务i相冲突的任务，Si代表关于任务i的相关信息；ri代表任务i被执行的次数；
(2)卫星向系统中所有其他卫星发送任务协作信息Ti(n)(ui(n),ti(n),ci(n),si,ri)；
(3)卫星n接收其他卫星关于此任务的信息；
(4)对于卫星中的每个任务，每颗卫星在其任务执行窗口前的t时间内对其自身冲突任务ci(n)进行判断；若ci(n)中的冲突任务个数为零，则执行步骤(5)，否则执行步骤(6)；
(5)对于卫星n中没有与其冲突的任务i，卫星n在此任务执行窗口前的t1(t1<t)时间内对目标函数Pi(n)进行判断；若Pi(n)＝ui(n)，则卫星n执行此任务i并将任务i已执行过的消息传递给其它所有卫星，反之则不执行此任务；
其中，目标函数Pi(n)＝min(ui(1),ui(2),...,ui(N))；
(6)若ci(n)中有k个冲突任务，则卫星n会分别对这k个任务的在所有卫星中可执行的时间窗口个数进行判断；若k个任务中的所有任务的可执行时间窗口个数大于1，则执行步骤(7)；若k个任务中可执行时间窗口个数等于1的任务个数非零，则执行步骤(9)；
(7)卫星n会分别对这k个任务的时间窗口ti(n)进行判断；若k个任务在此卫星的可执行时间窗口都符合ti(n)≠maxGi(n)，则执行步骤(8)，除以上之外的其他所有情况执行步骤(10)；其中，Gi(n)为对于卫星n中的任务i其他卫星对此任务的执行窗口的参数：
Gi(n)＝{ti(1),ti(2),...,ti(N)}；
(8)卫星n从多个任务中选择一个代价最小的执行，将此消息传递给其他所有卫星，并且将其余未执行的任务告知其他卫星，其他卫星会依此将这些任务关于卫星n的信息删除；
(9)可执行时间窗口个数等于1的任务个数不...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晔伟，周庆瑞，杨超，叶子鹏，王辉，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11