【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种巨型星座节点协同调度方法，特别是基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法。
技术介绍
1、天基预警系统由高轨预警卫星系统和低轨预警卫星系统组成。其中，高轨预警卫星系统包括同步轨道(geostationary earth orbit，geo)和高椭圆轨道(highlyeccentric orbit，heo)星座；中低轨系统则为低轨道(medium/low earth orbit，m/leo)星座。通过天基预警信息系统中的卫星搭载红外等有效载荷，实现星载传感器对于导弹目标的预警探测任务，完成对于来袭导弹目标搜索、确认、跟踪以及轨迹预测等工作。
2、天基预警卫星用于探测和监视导弹目标的发射和飞行过程，通过星载传感器侦察导弹目标和提供预警信息。卫星围绕固定的轨道在空间中运行，导弹目标凭借自身携带的动力装置控制飞行航迹，二者之间属于相对高速运动关系。因此，不能依托单独的卫星实现对导弹目标整个飞行过程的预警探测，需将导弹目标整个飞行过程的预警探测任务合理分解为多个相互关联的子任务，并依次分配给相应的预警星座节点，通过协同调度才能完成整个探测预警流程。
3、中国空间技术研究院cn201811057827.0《一种基于合同网算法的多任务动态分配方法》通过模拟市场机制中的合同交易过程来实现节点之间的协商合作，在通过追求局部最优的基础上来实现全局最优上的任务分配。该方法在单个卫星中对每个注册卫星的执行任务能力建立动态数据库，在算法里没有绝对的管理者，也没有绝对的承包商，能够让卫星灵活地将任务分配给能够胜任的
4、南京理工大学cn202310589983.6《一种基于改进合同网算法的无人机集群任务分配方法》公开了一种基于改进合同网算法的无人机集群任务分配方法。方法包括：结合无人机集群作业环境信息，建立无人机集群任务预分配的目标收益模型。结合无人机集群作业环境信息，建立无人机集群任务预分配的损失代价模型。基于任务预分配的目标收益和损失代价模型，结合无人机集群执行任务过程中的约束条件，建立无人机集群协同任务预分配模型。结合任务重分配问题需求，建立无人机集群任务重分配的损失代价模型。结合无人机集群任务预分配模型和任务重分配损失代价模型，建立任务分配效能函数模型。基于改进合同网算法对效能函数模型进行优化，得到任务分配的最优方案。本专利技术提高了无人机集群任务分配的有效性和实时性。
5、佛山市极加互动科技有限公司cn201711353030.0《一种弹道导弹预警信息处理系统》提出了一种弹道导弹预警信息处理系统，包括预警探测装备、天基预警监视装备和预警信息处理系统，所述预警探测装备用于监控天基预警装备、远程预警雷达、gbr、海基预警雷达和超视距雷达。本专利技术道导弹预警信息处理系统能够探测更远、信息精度更高，识别能力更强、抗干扰性能更优，从而保证预警信息及时、准确和全面，实现预警信息的快速分发和有效利用，促成弹道导弹预警系统体系作战能力的形成。
6、但上述实现方法主要存在以下问题：
7、(1)面对天基预警这种观测本体和目标均处于高速运动的高实时场景，以及天基资源的强受限，需要重点考虑算法的高效性、轻量化等特性。
8、(2)现有协同算法本身与具体场景都是高度关联、强耦合，无法直接应用。
9、(3)面向巨型星座海量节点的复杂应用场景，缺乏节点间的高效协同，仅仅是就具体任务，完成任务的分配。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：在巨型星座节点即时应用的卫星资源调度场景中，特别是面临大规模卫星探测任务时，采用合同网算法可以有效解决卫星探测任务和资源之间的合作与竞争关系。但是直接将传统合同网模型应用于巨型星座中的卫星资源调度具有一定的局限性，所以专利技术提出一种改进的合同网算法以解决巨型星座中的各卫星资源协同调度难题。
2、一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，分为：天基预警任务群构建、天基预警任务多节点协同主流程设计、基于改进合同网的星群协商过程三个步骤。天基预警任务群构建根据地面上注的探测任务或者星上自主发现导弹目标后，以任务驱动的形式动态建立卫星群，在一个建立好的动态卫星群组中，存在主星和成员星两种不同功能的卫星角色以组织任务的分配和卫星之间的协同。天基预警任务多节点协同主流程设计，针对预警目标位置信息进行预测之后，由具有最早可见时间窗资源的卫星作为群主卫星，找到匹配的成员卫星构建卫星群，通过改进的合同网算法进行协同调度，形成最优组合的预警卫星资源调度方案，最终更新全局调度方案直至结束。基于改进合同网的星群协商过程可以分为四个阶段：招标方发布招标公告、投标方拟定投标方案、招标方选择中标方案和中标人履行合同。
3、一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，该方法包括：
4、第一步，构建天基预警任务群；
5、第二步，设计第一步中构建的天基预警任务群中各天基预警任务多节点协同主流程；
6、第三步，基于改进合同网优化第二步提出的多节点协同主流程，完成巨型星座节点协同调度。
7、所述第一步中，构建天基预警任务群的方法为：
8、根据地面上注的探测任务或者星上自主发现导弹目标后，以任务驱动的形式动态建立卫星节点群组即天基预警任务群，即多个卫星针对某一任务，组建卫星节点群组，该群组用于组织任务分配和节点间协同，该群组中包括主星和成员星两种角色，任务与卫星节点群组之间属于一一对应的关系；
9、主星负责维护群组内的功能服务信息库并且通过功能服务信息库选择发送协同请求的对象，具体为：注册管理群组内成员所具有的卫星轨道、载荷卫星信息列表，当有的成员星需要退出群组时，则要修改自己的成员卫星列表，当有新的成员卫星加入时，还需要为该新加入的组员进行注册；维护和共享信息时协同各卫星共享的资源信息以及需要解决的任务信息，同时，还要维护群组内各成员之间的通信，包括接受协同请求消息和转发协同请求消息；主导任务分配过程，实现星群内部协同决策，当接收到任务执行意图时，将群组内部成员卫星资源信息以及本星与任务计划作为输入信息，主导待分配任务进行协同决策分配；
10、成员星通过注册功能服务信息库的形式上传各自所能提供的服务和探测能力，成员星对判断接受到的任务进行可见性检测和调度，判断该任务是否可以完成，将待调度的任务需求信息，协同决策结果，资源信息和任务计划，建群的协同请求或响应协同转发的协同请求信息通过打包发送给主星，同时接收其他星传递来的信息包，并根据星上载荷的能力、状态、性能以及规划调度所得到的任务计划，生成卫星动作序列及相应的资源安排，向各个星载设备发送可执行的动作指令，在任务执行完成之后，发送处理数据包给主星。...
【技术保护点】
1.一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于改进合同网的巨型星座节点协同调度方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于改进合同网的巨...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宗凌，龙腾，赵保军，韩煜祺，唐林波，王文正，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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