一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法技术

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，具体地说，涉及一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法。其包括以下步骤：利用卫星仿真软件，组合多个卫星任务确定卫星的任务流程和资源分配方案，运用关键路径分析算法识别出关键路径，在卫星仿真软件内模拟执行关键路径的任务流程，对任务执行进度实时监控和反馈，规划最优任务流程。本发明专利技术通过不仅仿真出该任务流程在执行过程中瓶颈和风险因素，提高实际执行卫星任务的安全性，对卫星任务的精准计划和控制，且对多个任务流程的运行数据进行比对，方便规划出执行任务用时最短的最优任务流程，确保任务规划的高效进行，对提高卫星运行效率和质量，减轻卫星系统工程师工作负担具有积极意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体地说，涉及一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法。

技术介绍

[0002]随着卫星应用范围越来越广，在轨运行的卫星数量也逐年上升，同时观测任务的需求也日益的复杂、多样，所以如何为观测任务合理的安排卫星资源进行观测，即能满足观测任务的需求，又能够最大限度的利用卫星资源已经成为卫星技术广泛应用急需解决的问题，尤其是在进行多个任务工作时，不能预先模拟出多个任务工作的时长，导致在执行任务时出现各类问题不能及时发现，造成在执行过程中发现问题，由于一个任务停滞，造成多个任务同时停滞，降低了任务运行的精度，并且增大了时间成本，鉴于此，我们提出一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，包括以下步骤：S1、利用卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真，确定卫星的运行轨迹和姿态参数；S2、组合多个卫星任务确定卫星的任务流程和资源分配方案；S3、运用关键路径分析算法，从卫星任务流程中识别出关键路径，在卫星仿真软件内模拟执行关键路径的任务流程，并确保关键路径的任务流程在指定时间内完成；S4、对任务执行进度和资源消耗情况进行实时监控和反馈，实时输出运行数据，更新调整卫星任务流程和资源分配方案返回S2中，对比多个任务流程对应的运行数据，规划出资源限制条件下的最优运行数据对应的任务流程为卫星任务计划。
[0005]本专利技术通过将多个卫星任务组合确定出多个任务流程和资源分配方案，对任务流程和资源分配方案确定关键路径，基于关键路径将任务流程输入到卫星仿真软件内进行模拟，并对任务执行进行实时监控，不仅可以仿真出该任务流程在执行过程中瓶颈和风险因素，提高实际执行卫星任务的安全性，对卫星任务的精准计划和控制，且对多个任务流程的运行数据进行比对，方便规划出执行任务用时最短的最优任务流程，确保任务规划的高效进行，对提高卫星运行效率和质量，减轻卫星系统工程师工作负担具有积极意义。
[0006]作为本技术方案的进一步改进，所述S1中卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真包括以下步骤：创建卫星对象；配置轨道信息；
确定姿态参数；添加传感器和仪器；进行虚拟仿真分析数据。
[0007]作为本技术方案的进一步改进，所述S2中确定卫星的任务流程和资源分配方案包括以下步骤：定义每个卫星任务的类型和相应的约束条件；采用遗传算法将任务分配到不同的卫星上，并分配资源；根据任务分配和资源分配情况生成协同计划。
[0008]作为本技术方案的进一步改进，所述S3中的关键路径分析算法，包括以下步骤：计算卫星任务流程的最早开始时间和最晚开始时间；输出卫星任务流程预计时间为最晚开始时间与最早开始时间的差值；遍历差值数据，将最晚开始时间等于最早开始时间对应的卫星任务流程作为关键路径。
[0009]作为本技术方案的进一步改进，计算卫星任务流程的最早开始时间和最晚开始时间，表达式为：，，其中，为卫星任务流程的最早开始时间，为卫星任务流程的最晚开始时间，是所有跨越到的卫星任务流程，其中是所有从跨越出去的卫星任务流程，是从到的卫星任务流程。
[0010]作为本技术方案的进一步改进，所述S4中对任务执行进度和资源消耗情况进行实时监控和反馈，包括以下步骤：实时跟踪任务进度，通过仿真状态分析算法识别任务执行的瓶颈，包括以下姿态：姿态一、分析出任务进度在阈值时间内完成百分比提高，输出任务正常执行信号；姿态二、分析出任务进度在阈值时间内完成百分比停滞，输出异常信号，直接更新卫星任务流程和资源分配方案。
[0011]作为本技术方案的进一步改进，所述S4中输出运行数据采用仿真状态分析算法，运行数据包括任务完成百分比和任务完成时间，所述仿真状态分析算法表达式为：，，为任务的实际完成时间，为任务的预计完成时间，为任务的开始时间，为任务的完成百分比，为任务的预计时间。
[0012]作为本技术方案的进一步改进，所述S4中更新调整卫星任务计划和资源分配方案返回S2中，对比多个任务完成数据，包括以下步骤：识别多个任务流程对应的运行数据，找出任务完成百分比相同的任务流程；采用统计分析算法在任务完成百分比相同的任务流程中，比较每个任务完成时
间，找到任务完成时间最少的那个任务流程。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：该基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法中，通过将多个卫星任务组合确定出多个任务流程和资源分配方案，对任务流程和资源分配方案确定关键路径，基于关键路径将任务流程输入到卫星仿真软件内进行模拟，并对任务执行进行实时监控，不仅可以仿真出该任务流程在执行过程中瓶颈和风险因素，提高实际执行卫星任务的安全性，对卫星任务的精准计划和控制，且对多个任务流程的运行数据进行比对，方便规划出执行任务用时最短的最优任务流程，确保任务规划的高效进行，对提高卫星运行效率和质量，减轻卫星系统工程师工作负担具有积极意义。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体流程框图；图2为本专利技术的确定卫星的任务流程和资源分配方案的流程框图；图3为本专利技术的关键路径分析算法流程框图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]随着卫星应用范围越来越广，在轨运行的卫星数量也逐年上升，同时观测任务的需求也日益的复杂、多样，所以如何为观测任务合理的安排卫星资源进行观测，即能满足观测任务的需求，又能够最大限度的利用卫星资源已经成为卫星技术广泛应用急需解决的问题，尤其是在进行多个任务工作时，不能预先模拟出多个任务工作的时长，导致在执行任务时出现各类问题不能及时发现，造成在执行过程中发现问题，由于一个任务停滞，造成多个任务同时停滞，降低了任务运行的精度，并且增大了时间成本；请参阅图1
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图3所示，本实施例提供一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，包括以下步骤：S1、利用卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真，确定卫星的运行轨迹和姿态参数；所述S1中卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真包括以下步骤：创建卫星对象：使用卫星仿真软件创建一个卫星对象，可以设置卫星的基本信息，例如卫星的ID、名称、质量、初始位置、速度，以及使用的轨道模型等信息；配置轨道信息：配置卫星的轨道信息，例如卫星轨道的形状、大小、倾角、升交点位置，以及轨道周期等信息；确定姿态参数：确定卫星的姿态参数，例如卫星的方向角、俯仰角、滚转角，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真，确定卫星的运行轨迹和姿态参数；S2、组合多个卫星任务确定卫星的任务流程和资源分配方案；S3、运用关键路径分析算法，从卫星任务流程中识别出关键路径，在卫星仿真软件内模拟执行关键路径的任务流程，并确保关键路径的任务流程在指定时间内完成；S4、对任务执行进度和资源消耗情况进行实时监控和反馈，实时输出运行数据，更新调整卫星任务流程和资源分配方案返回S2中，对比多个任务流程对应的运行数据，规划出资源限制条件下的最优运行数据对应的任务流程为卫星任务计划。2.根据权利要求1所述的基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，其特征在于：所述S1中卫星仿真软件，对卫星的参数进行建模并进行虚拟仿真包括以下步骤：创建卫星对象；配置轨道信息；确定姿态参数；添加传感器和仪器；进行虚拟仿真分析数据。3.根据权利要求2所述的基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，其特征在于：所述S2中确定卫星的任务流程和资源分配方案包括以下步骤：定义每个卫星任务的类型和相应的约束条件；采用遗传算法将任务分配到不同的卫星上，并分配资源；根据任务分配和资源分配情况生成协同计划。4.根据权利要求3所述的基于卫星仿真和关键路径的卫星任务规划分析方法，其特征在于：所述S3中的关键路径分析算法，包括以下步骤：计算卫星任务流程的最早开始时间和最晚开始时间；输出卫星任务流程预计时间为最晚开始时间与最早开始时间的差值；遍历差值数据，将最晚开始时间等于最早开始时间对应的卫星任务流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞林，张俊杰，刘伟，王剑峰，
申请(专利权)人：北京国星创图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：