基于并发机制的合同网的卫星任务规划方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于并发机制的合同网的卫星任务规划方法、系统、存储介质和电子设备，涉及卫星调度领域。本发明专利技术根据预设的从卫星数学模型，各从卫星针对该当前未进行安排的任务序列，采用收益最大的贪婪规则生成对应的当前投标方案；根据预设的主卫星数学模型，所述主卫星前后两次采用多属性评标策略评标，从各所述投标方案中选择中标方案，并更新第一、第二中标的从卫星的规划方案；并最终输出全局最优的卫星任务规划方案。提出的并发机制包括全任务投标以及二次评标策略，通过引入并发机制来降低合同网协议在招投标过程中产生的通信量，克服传统合同网协商通信量大的问题；通过多属性评标策略完善使用合同网解决多星多任务分配问题的评标标准。配问题的评标标准。

【技术实现步骤摘要】
基于并发机制的合同网的卫星任务规划方法和系统


[0001]本专利技术涉及卫星调度领域，具体涉及一种基于并发机制的合同网的卫星任务规划方法、系统、存储介质和电子设备。

技术介绍

[0002]随着我国卫星技术的不断发展，卫星发挥的作用也越来越大。其中，遥感卫星能够快速准确的获取地表信息，应用范围广泛，已成为国家综合实力的重要标志。同时，也在环境灾害防治、城市建设规划、气象预报等领域发挥重要作用。
[0003]国内外针对卫星调度问题的研究集中在多星多任务调度。传统的多星多任务规划问题多采用基于地面离线规划的集中式架构进行处理，但集中式规划存在任务响应能力差、执行效率低等诸多缺陷。分布式架构以其通信分散、鲁棒性好等优点成为当前多星任务规划的主要架构方式，合同网是解决分布式任务规划的一种有效方法，以其分配效率高，适应动态环境强等特点在分布式卫星规划中得到广泛应用。
[0004]合同网是针对任务和资源分配所提出的经典协商策略。合同网将系统中的成员角色分为管理者和合同者通过模仿经济行为中的“招标投标中标”机制实现任务分配。各代理之间通过标值进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于并发机制的合同网的卫星任务规划方法，其特征在于，包括若干从卫星和用于决策的主卫星，该方法包括：S1、所述主卫星获取待观测任务序列，进入循环招投标过程，令q＝1，设定循环终止次数；S2、所述主卫星开始第q次招投标，获取当前未进行安排的任务序列，若当前未进行安排的任务序列为空，转S6；否则，转S3；S3、所述主卫星将当前未进行安排的任务序列广播至各所述从卫星；根据预设的从卫星数学模型，各所述从卫星针对该当前未进行安排的任务序列，采用收益最大的贪婪规则生成对应的当前投标方案，若各所述投标方案都为空，转S6；否则，转S4；S4、根据预设的主卫星数学模型，所述主卫星采用多属性评标策略进行评标，从各所述投标方案中选择中标方案，并更新第一中标的从卫星的规划方案，以及第一次更新当前未进行安排的任务序列，若此次更新后的当前未进行安排的任务序列为空，转S6；否则，转S5；S5、所述主卫星再次采用所述多属性评标策略进行评标，针对第一次更新后的当前未进行安排的任务序列，从各所述投标方案中选择中标方案，并更新第二中标的从卫星的规划方案，以及第二次更新当前未进行安排的任务序列；所述多属性评标策略至少包括卫星规划任务的总观测收益；S6、若所有任务都被安排观测，或者没有投标方案，或者总观测收益连续达到所述循环终止次数相同，则规划结束，输出全局最优的卫星任务规划方案；否则，令q＝q+1，转S2。2.如权利要求1所述的卫星任务规划方法，其特征在于，所述S3中的从卫星数学模型包括以收益最大化的目标函数：以及第一约束条件：以及第一约束条件：OTS
ij
+dur
j
＝OTE
ij
(4)e
ij
＝e
i
dur
j
，i∈{1，
…
，m}(6)其中，公式(2)表示唯一性约束，即一个任务最多被观测一次；公式(3)表示任务进行观测时必须要满足时间窗要求；公式(4)表示任务的实际观测结束时间和任务观测持续时间的关系；公式(5～6)表示卫星规划中的能量约束以及能量消耗计算方式；公式(7)表示存储约束；主卫星S
′
，从卫星集合S＝{S1，S2，
…
，Si，
…
，S
m
}，共有m颗从卫星；T＝{t1，t2，
…
，t
j
，
…
，.t
n
}表示待观测任务序列，共有n个任务；t
j
＝＜P
j
，dur
j
，dt
j
＞，即任务的属性采用三元组表示，其中P
j
表示任务t
j
的观测收益，dur
j
表示任务t
j
的观测持续时间，dt
j
表示任务t
j
的任务观测截止时间；
表示可见时间窗集合，表示任务t
j
在从卫星S
i
上的可见时间窗集合，NTM
ij
表示时间窗的数量；即可见时间窗采用一个二元组表示，表示任务t
j
在从卫星S
i
上的第k个可见时间窗，和分别表示该可见时间窗的开始时间和结束时间；OTW
ij
＝＜OTS
ij
，OTE
ij
＞，即观测时间窗采用一个二元组表示，OTW
ij
表示任务t
j
在从卫星S
i
上的实际观测时间窗，OTS
ij
和OTE
ij
分别表示该观测时间窗的开始时间和结束时间；W
p
和W
r
分别表示观测收益和扰动的权重；e
i
表示从卫星S
i
观测任务的单位能量消耗；e
ij
表示从卫星S
i
观测任务t
j
消耗的能量；E
i
表示从卫星S
i
的最大能量限制；c
ij
表示从卫星S
i
观测任务t
j
消耗的存储量；C
i
表示从卫星S
i
的最大存储限制；表示任务t
j
是否在从卫星S
i
的第k个可见时间窗进行观测，若观测则取值为1，否则为0。3.如权利要求2所述的卫星任务规划方法，其特征在于，所述S5中主卫星数学模型包括以总观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳鹏，李康，胡笑旋，夏维，马华伟，唐玉芳，李健，逯冰倩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：