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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

摘要：本发明公开了一种基于异类动作队列冲突的星上任务在轨调整方法，涉及遥感卫星任务管控技术领域。本发明通过构造卫星观测与接收异类动作队列，对每种动作队列设计和使用更有针对性的启发式因子，据此分别遍历观测窗口和数传窗口，可以更精准地指导卫星在轨调整计划的快速生成。本发明可扩展至搭载多载荷卫星的应用场景，通过异类载荷动作队列解耦能够有效降低问题的处理复杂度，提高了星上任务在轨调度方法的有效性和准确性。

主权项：1.一种基于异类动作队列冲突的星上任务在轨调整方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取待规划观测及接收任务集合：接收受理外部下达的卫星观测任务，按照观测要求进行目标访问计算生成卫星成像载荷的各个观测时间窗口，称为卫星观测元任务，生成待调度观测元任务集合R＝{R1,....,R|R|}；根据待调度观测元任务集合R的时间分布情况筛选得到空闲的地面站数传时间窗口集合，记为S＝{S1,....,S|S|}；步骤2，确定任务调整决策时刻点：为卫星申请可用的测控时间窗口，根据测控开始时间及新加入的首个卫星观测元任务执行时间，确定星上任务决策时刻点，记为T；具体方式为：步骤2.1，以当前时刻T0为开始时间，待调度观测元任务队列R＝{R1,....,R|R|}中最早的任务执行开始时间记为Te，构造申请测控时间区间[T0,Te-ΔT]，发送该时间区间内的测控资源申请，其中ΔT为卫星指令上注用时；步骤2.2，获取满足条件的测控时间窗口，测控时间窗口开始时间记为Tc，且Tc∈[T0,Te-ΔT]；步骤2.3，初始化星上任务决策时刻点T，令T＝Tc；步骤2.4，读取星上位于区间[T0,Tc]内的载荷动作A＝{A1,....,A|A|}，依次判断动作持续时间Ai＝[Tis,Tie]是否覆盖Tc，若Tc∈[Tis,Tie]且T≥Tis则令星上任务决策时刻点T赋值为该动作的开始时间，即T＝Tis；步骤3，分析星上任务影响域：获取星上原来存在的动作，根据任务决策时刻点确定动作的执行状态，包括星上已执行动作和未执行动作，分析星上动作队列影响域，确定在轨调整问题的初始态和输入；具体方式为：步骤3.1，将星上动作按照载荷类别划分为多个队列，假设星上载荷有成像载荷和数传载荷两种载荷，则存在两个队列分别记为：O＝{O1,....,O|O|}和P＝{P1,....,P|P|}；步骤3.2，根据任务决策时刻点T设置调整规划算法的初始状态，具体为：分别将O、P两个队列中执行结束时间小于T时刻的动作挑选出来组成动作队列O′和P′，O′和P′两个队列作为调整规划算法的初始化状态，在调整过程中不可变更，即： 其中，和分别代表成像动作的结束时间和数传动作的结束时间；步骤3.3，星上可调整动作队列为及待优化决策的任务输入为观测队列和数传队列步骤4，构造异类动作队列：构造待规划观测任务、数传任务的异类动作队列，分别计算不同队列中各个任务的时间窗口冲突因子，将此作为启发式因子，按照启发式因子从小到大对异类动作队列进行排序；其中，分别计算不同队列中各个任务的时间窗口冲突因子，具体方式为：步骤4.1，观测队列DR中第i个观测任务Taski的时间窗口冲突因子的计算方法如下：首先定义obs_confij为Taski与已规划任务观测任务Taskj的冲突性计算结果，当两任务时间窗存在交叠时取值为1，否则为0；对于观测任务Taski，其累积冲突度obs_confi定义为： 其中，wj为Taskj的优先级权重，用于衡量Taskj的重要程度；最终Taski所占据的时间窗口冲突因子定义如下： 其中，obs_conf为当前观测任务所有时间窗的冲突性计算结果集合；步骤4.2，数传队列DS中第i个数传任务Trani的时间窗口冲突因子计算方法如下：首先定义trans_confij为Trani与已规划数传任务Tranj的冲突性计算结果，当两任务时间窗存在交叠时取值为交叠长度与两者最大长度的比值，否则为0；对于接收任务Transi，其累积冲突度trans_confi定义为： 其中，vj为Transj的权重，用于衡量Transj所回放任务的数量；最终Transi所占据的时间窗口冲突因子定义如下： 其中，trans_conf为当前接收任务所有时间窗的冲突性计算结果集合；步骤5，基于冲突度的任务调整：从各异类队列中依次选取观测任务和数传任务，以星上动作队列整体最小变化原则尝试插入该观测任务和数传任务，如果成功则更新任务调整调度方案并从待规划动作队列中删除该观测任务和数传任务，转入步骤6；否则标记该观测任务不能安排，并从队列中删除该观测任务，转入步骤6；步骤6，更新异类动作队列：判断观测任务队列是否为空，如果不为空则按照步骤4中的计算方法重新计算各异类队列中剩余任务的各个冲突启发式因子，更新队列任务顺序，转入步骤5；否则进入步骤7；步骤7，生成任务调度计划：将此时星上任务调度方案转换成各类工作计划，同步记录各动作执行结束的状态信息。

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