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基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺的制作方法

文檔序號:12672622閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,包括任務統(tǒng)籌分析插件包、任務規(guī)劃插件包、任務規(guī)劃算法服務插件包、任務規(guī)劃方案管理插件包、星地資源模型插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;

任務統(tǒng)籌分析插件包用于獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息,根據(jù)各類遙感衛(wèi)星任務管控業(yè)務特征、應用要求、各類衛(wèi)星覆蓋范圍、觀測能力、觀測任務的觀測要求和任務特性進行觀測可行性分析與分解處理,形成衛(wèi)星一次觀測可完成的觀測子任務,根據(jù)觀測可行性分析與分解處理結果將觀測子任務預分配給不同的衛(wèi)星,將預分配結果生成可供任務規(guī)劃使用的觀測元任務,將觀測元任務輸出至任務規(guī)劃插件包;

任務規(guī)劃插件包用于獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息和各類資源可用時間窗口與狀態(tài),并提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務規(guī)劃功能;還用于輸出調(diào)用請求至任務規(guī)劃算法服務插件包;所述多星聯(lián)合規(guī)劃功能具體為:通過人機交互方式與調(diào)用任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法進行任務沖突消解后,將觀測元任務分配到確定衛(wèi)星;進行資源沖突消解后,將通過計算獲取的或從外部申請的接收資源可用時段分配到確定衛(wèi)星,生成多星任務規(guī)劃方案;所述單星任務規(guī)劃功能具體為:通過人機交互方式、調(diào)用任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法與衛(wèi)星傳感器約束處理進行單星任務優(yōu)化調(diào)度,生成滿足任務觀測要求與各衛(wèi)星傳感器使用約束的單星任務規(guī)劃方案;將任務規(guī)劃方案分別輸出至任務規(guī)劃方案管理插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;所述任務規(guī)劃方案包括多星任務規(guī)劃方案和單星任務規(guī)劃方案;

任務規(guī)劃算法服務插件包用于提供多種任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法;還用于根據(jù)任務規(guī)劃插件包的調(diào)用請求啟動相應的任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法進行優(yōu)化調(diào)度處理;還用于根據(jù)星地資源模型插件包輸入的不同遙感衛(wèi)星的資源能力和資源使用約束進行推理和決策分析,將推理和決策分析結果返回給任務規(guī)劃插件包;所述多種任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法包括典型任務規(guī)劃算法與通用約束處理方法;

任務規(guī)劃方案管理插件包用于對任務規(guī)劃方案進行管理;所述管理內(nèi)容包括:任務規(guī)劃方案的查詢與統(tǒng)計;

星地資源模型插件包用于給任務統(tǒng)籌分析插件包提供各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息;給任務規(guī)劃插件包提供各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息和資源可用時間窗口與狀態(tài);給任務規(guī)劃算法服務插件包提供各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息、資源能力和資源使用約束;給任務規(guī)劃推演顯示插件包提供各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息;

任務規(guī)劃推演顯示插件包用于獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息,加載任意時間段的任務規(guī)劃方案,并以二維平面世界地圖和三維數(shù)字地球為背景進行推演顯示。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述任務統(tǒng)籌分析插件包包括任務分析籌劃插件和觀測任務分析顯示插件;任務分析籌劃插件用于獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息,根據(jù)各衛(wèi)星管理部門任務管控業(yè)務特征、應用要求、各類衛(wèi)星覆蓋范圍、觀測能力、觀測任務的觀測要求和任務特性進行點目標訪問計算與區(qū)域目標覆蓋分解計算,形成衛(wèi)星一次觀測可完成的觀測子任務,根據(jù)觀測可行性分析與分解處理結果將觀測子任務預分配給不同的衛(wèi)星,將預分配結果生成可供任務規(guī)劃使用的觀測元任務,將觀測元任務輸出至任務規(guī)劃插件包;觀測任務分析顯示插件,用于獲取預分配結果并進行列表顯示與地圖可視化顯示。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述任務規(guī)劃插件包包括多星聯(lián)合規(guī)劃插件、單星任務規(guī)劃插件、公共界面插件、界面數(shù)據(jù)插件和通用處理插件;多星聯(lián)合規(guī)劃插件和單星任務規(guī)劃插件均獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息和資源可用時間窗口與狀態(tài),輸出調(diào)用請求至任務規(guī)劃算法服務插件包;

多星聯(lián)合規(guī)劃插件,用于通過人機交互方式與調(diào)用任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法進行任務沖突消解后,將觀測元任務分配到確定衛(wèi)星;進行資源沖突消解后,將通過計算獲取的或從外部申請的接收資源可用時段分配到確定衛(wèi)星,生成多星任務規(guī)劃方案并分別輸出至任務規(guī)劃方案管理插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;

單星任務規(guī)劃插件,用于通過人機交互方式、調(diào)用任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法與衛(wèi)星傳感器約束處理進行單星任務優(yōu)化調(diào)度,生成滿足任務觀測要求與各衛(wèi)星傳感器使用約束的單星任務規(guī)劃方案并分別輸出至任務規(guī)劃方案管理插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;

公共界面插件,用于提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務規(guī)劃過程中人機交互操作界面,包括任務規(guī)劃初始配置界面、優(yōu)化決策界面和任務篩選與人工預分配界面;

界面數(shù)據(jù)插件,用于提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務規(guī)劃過程中人機交互界面的數(shù)據(jù)顯示與操作支持;

通用處理插件,用于提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務規(guī)劃過程中各類計算與數(shù)據(jù)存儲檢索操作。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述任務規(guī)劃算法服務插件包包括:任務規(guī)劃算法管理插件、評價策略契約插件、重要任務優(yōu)先評價策略插件、最大任務完成數(shù)評價策略插件、綜合收益評價策略插件、模擬退火算法插件、衛(wèi)星約束組合插件、遺傳算法插件、約束組合契約插件、通用約束處理插件和算法契約插件;

任務規(guī)劃算法管理插件,用于構建算法服務管理主體框架,并根據(jù)任務規(guī)劃插件包的調(diào)用請求啟動相應的任務規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法獲得推理和決策分析結果,將推理和決策分析結果返回給任務規(guī)劃插件包;

算法契約插件,用于提供各類算法調(diào)用的統(tǒng)一接口,定義算法的標準調(diào)用接口,基于該標準調(diào)用接口進行各類任務規(guī)劃算法的擴展;

模擬退火算法插件,用于提供基于模擬退火的任務規(guī)劃算法服務;

遺傳算法插件,用于提供基于遺傳算法的任務規(guī)劃算法服務;

通用約束處理插件,用于提供通用約束處理功能,通過抽取各遙感衛(wèi)星約束的通用特征實現(xiàn)各類通用約束處理方法;定義約束處理標準接口,基于該約束處理標準接口實現(xiàn)各遙感衛(wèi)星的專用約束處理的擴展;

約束組合契約插件,用于提供各遙感衛(wèi)星通用約束檢驗的約束組合接口,基于該約束組合接口實現(xiàn)各遙感衛(wèi)星的特定約束組合的擴展;

衛(wèi)星約束組合插件,用于獲取不同遙感衛(wèi)星的資源能力和資源使用約束,并提供各遙感衛(wèi)星所有通用約束組合檢驗功能;

約束調(diào)用插件,用于提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務規(guī)劃的約束調(diào)用接口;

評價策略契約插件,用于提供評價值計算的調(diào)用接口,基于該調(diào)用接口實現(xiàn)各業(yè)務類型的特定評價策略的擴展定制;

最大任務完成數(shù)評價策略插件,用于提供基于最大任務完成數(shù)評價策略的方案評價計算方法;

重要任務優(yōu)先評價策略插件,用于提供基于重要任務優(yōu)先評價策略的方案評價計算方法;

綜合收益評價策略插件,用于提供基于綜合收益評價策略的方案評價計算方法。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述星地資源模型插件包包括:遙感衛(wèi)星模型插件、衛(wèi)星傳感器模型插件、衛(wèi)星約束模型插件、地面站模型插件和中繼星模型插件;

遙感衛(wèi)星模型插件,用于獲取遙感衛(wèi)星的基本信息,并將基本信息分別輸出至任務統(tǒng)籌分析插件包、任務規(guī)劃插件包、任務規(guī)劃算法服務插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;所述基本信息包括軌道特征、衛(wèi)星類型和平臺姿態(tài)機動能力;

衛(wèi)星傳感器模型插件,用于獲取衛(wèi)星傳感器的基本信息,并將基本信息分別輸出至任務統(tǒng)籌分析插件包、任務規(guī)劃插件包、任務規(guī)劃算法服務插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;所述基本信息包括特征信息和傳感器工作模式;

衛(wèi)星約束模型插件,用于分別獲取遙感衛(wèi)星和衛(wèi)星傳感器的資源能力和資源使用約束,并將資源能力和資源使用約束輸出至任務規(guī)劃算法服務插件包;

地面站模型插件,用于獲取地面站的基本信息,并將基本信息分別輸出至任務統(tǒng)籌分析插件包、任務規(guī)劃插件包、任務規(guī)劃算法服務插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包;所述基本信息包括位置信息、天線信息和接收能力;

中繼星模型插件,用于獲取中繼星的基本信息和資源可用時間窗口與狀態(tài)后,將基本信息分別輸出至任務統(tǒng)籌分析插件包、任務規(guī)劃插件包、任務規(guī)劃算法服務插件包和任務規(guī)劃推演顯示插件包,將資源可用時間窗口與狀態(tài)輸出給任務規(guī)劃插件包;所述基本信息包括定點位置、中繼星測控與傳輸能力。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述任務規(guī)劃方案管理插件包包括:任務規(guī)劃方案查詢插件、任務規(guī)劃方案統(tǒng)計插件;

任務規(guī)劃方案查詢插件,用于根據(jù)用戶輸入的查詢條件,從數(shù)據(jù)庫中查詢出符合條件的任務規(guī)劃方案,并對查詢結果進行列表顯示;

任務規(guī)劃方案統(tǒng)計插件,用于根據(jù)用戶輸入的統(tǒng)計條件,統(tǒng)計各星任務安排情況與各地面站任務安排情況,對統(tǒng)計結果進行列表顯示。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述任務規(guī)劃推演顯示插件包包括:任務規(guī)劃方案加載插件、軌道顯示數(shù)據(jù)獲取插件、任務規(guī)劃顯示控制插件、任務規(guī)劃推演控制插件、任務規(guī)劃方案圖形化顯示插件;

任務規(guī)劃方案加載插件,用于獲取星地資源模型插件包的各類遙感衛(wèi)星、衛(wèi)星傳感器、地面站和中繼星的基本信息,并根據(jù)時間、方案編號構造查詢條件,檢索符合條件的任務規(guī)劃方案,從選中的任務規(guī)劃方案中提取任務數(shù)據(jù)、相關的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面站數(shù)據(jù),將任務數(shù)據(jù)、相關的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面站數(shù)據(jù)輸出至任務規(guī)劃方案圖形化顯示插件;

軌道顯示數(shù)據(jù)獲取插件,用于根據(jù)任務規(guī)劃方案中相關的衛(wèi)星軌道信息調(diào)用軌道計算服務,并進行推演顯示需要的各類計算;所述計算包括衛(wèi)星星歷和觀測覆蓋范圍計算;將衛(wèi)星星歷和觀測覆蓋范圍輸出至任務規(guī)劃方案圖形化顯示插件;

任務規(guī)劃顯示控制插件,用于輸出控制二維圖形、三維圖形關聯(lián)顯示的控制數(shù)據(jù)至任務規(guī)劃方案圖形化顯示插件;

任務規(guī)劃推演控制插件,用于控制任務規(guī)劃方案推演過程的開始、暫停、加速、減速停止和時間跳轉;

任務規(guī)劃方案圖形化顯示插件,用于根據(jù)控制數(shù)據(jù)將任務規(guī)劃方案中的任務數(shù)據(jù)、相關的衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地面站數(shù)據(jù)、衛(wèi)星星歷和觀測覆蓋范圍進行圖形化顯示。

8.根據(jù)權利要求1-7任一所述的基于星地資源模型的任務規(guī)劃通用平臺,其特征在于,所述各插件包均為共同完成同一業(yè)務功能的多個插件的集合。

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