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基于星地資源模型的任務(wù)規(guī)劃通用平臺(tái)的制作方法

文檔序號(hào):12672622閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

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

任務(wù)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(wù)管控業(yè)務(wù)特征、應(yīng)用要求、各類衛(wèi)星覆蓋范圍、觀測能力、觀測任務(wù)的觀測要求和任務(wù)特性進(jìn)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(wù),根據(jù)觀測可行性分析與分解處理結(jié)果將觀測子任務(wù)預(yù)分配給不同的衛(wèi)星,將預(yù)分配結(jié)果生成可供任務(wù)規(guī)劃使用的觀測元任務(wù),將觀測元任務(wù)輸出至任務(wù)規(guī)劃插件包;

任務(wù)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(shí)間窗口與狀態(tài),并提供多星聯(lián)合規(guī)劃與單星任務(wù)規(guī)劃功能;還用于輸出調(diào)用請(qǐng)求至任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包;所述多星聯(lián)合規(guī)劃功能具體為:通過人機(jī)交互方式與調(diào)用任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法進(jìn)行任務(wù)沖突消解后,將觀測元任務(wù)分配到確定衛(wèi)星;進(jìn)行資源沖突消解后,將通過計(jì)算獲取的或從外部申請(qǐng)的接收資源可用時(shí)段分配到確定衛(wèi)星,生成多星任務(wù)規(guī)劃方案;所述單星任務(wù)規(guī)劃功能具體為:通過人機(jī)交互方式、調(diào)用任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法與衛(wèi)星傳感器約束處理進(jìn)行單星任務(wù)優(yōu)化調(diào)度,生成滿足任務(wù)觀測要求與各衛(wèi)星傳感器使用約束的單星任務(wù)規(guī)劃方案;將任務(wù)規(guī)劃方案分別輸出至任務(wù)規(guī)劃方案管理插件包和任務(wù)規(guī)劃推演顯示插件包;所述任務(wù)規(guī)劃方案包括多星任務(wù)規(guī)劃方案和單星任務(wù)規(guī)劃方案;

任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包用于提供多種任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法;還用于根據(jù)任務(wù)規(guī)劃插件包的調(diào)用請(qǐng)求啟動(dòng)相應(yīng)的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法進(jìn)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(jìn)行推理和決策分析,將推理和決策分析結(jié)果返回給任務(wù)規(guī)劃插件包;所述多種任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法包括典型任務(wù)規(guī)劃算法與通用約束處理方法;

任務(wù)規(guī)劃方案管理插件包用于對(duì)任務(wù)規(guī)劃方案進(jìn)行管理;所述管理內(nèi)容包括:任務(wù)規(guī)劃方案的查詢與統(tǒng)計(jì);

星地資源模型插件包用于給任務(wù)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(wù)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(shí)間窗口與狀態(tài);給任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)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(wù)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(wù)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(shí)間段的任務(wù)規(guī)劃方案,并以二維平面世界地圖和三維數(shù)字地球?yàn)楸尘斑M(jìn)行推演顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地資源模型的任務(wù)規(guī)劃通用平臺(tái),其特征在于,所述任務(wù)統(tǒng)籌分析插件包包括任務(wù)分析籌劃插件和觀測任務(wù)分析顯示插件;任務(wù)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(wù)管控業(yè)務(wù)特征、應(yīng)用要求、各類衛(wèi)星覆蓋范圍、觀測能力、觀測任務(wù)的觀測要求和任務(wù)特性進(jìn)行點(diǎn)目標(biāo)訪問計(jì)算與區(qū)域目標(biāo)覆蓋分解計(jì)算,形成衛(wèi)星一次觀測可完成的觀測子任務(wù),根據(jù)觀測可行性分析與分解處理結(jié)果將觀測子任務(wù)預(yù)分配給不同的衛(wèi)星,將預(yù)分配結(jié)果生成可供任務(wù)規(guī)劃使用的觀測元任務(wù),將觀測元任務(wù)輸出至任務(wù)規(guī)劃插件包;觀測任務(wù)分析顯示插件,用于獲取預(yù)分配結(jié)果并進(jìn)行列表顯示與地圖可視化顯示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地資源模型的任務(wù)規(guī)劃通用平臺(tái),其特征在于,所述任務(wù)規(guī)劃插件包包括多星聯(lián)合規(guī)劃插件、單星任務(wù)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(wù)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(shí)間窗口與狀態(tài),輸出調(diào)用請(qǐng)求至任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包;

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

單星任務(wù)規(guī)劃插件,用于通過人機(jī)交互方式、調(diào)用任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法與衛(wèi)星傳感器約束處理進(jìn)行單星任務(wù)優(yōu)化調(diào)度,生成滿足任務(wù)觀測要求與各衛(wèi)星傳感器使用約束的單星任務(wù)規(guī)劃方案并分別輸出至任務(wù)規(guī)劃方案管理插件包和任務(wù)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(wù)規(guī)劃過程中人機(jī)交互操作界面,包括任務(wù)規(guī)劃初始配置界面、優(yōu)化決策界面和任務(wù)篩選與人工預(yù)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(wù)規(guī)劃過程中人機(jī)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(wù)規(guī)劃過程中各類計(jì)算與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地資源模型的任務(wù)規(guī)劃通用平臺(tái),其特征在于,所述任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包包括:任務(wù)規(guī)劃算法管理插件、評(píng)價(jià)策略契約插件、重要任務(wù)優(yōu)先評(píng)價(jià)策略插件、最大任務(wù)完成數(shù)評(píng)價(jià)策略插件、綜合收益評(píng)價(jià)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(wù)規(guī)劃算法管理插件,用于構(gòu)建算法服務(wù)管理主體框架,并根據(jù)任務(wù)規(guī)劃插件包的調(diào)用請(qǐng)求啟動(dòng)相應(yīng)的任務(wù)規(guī)劃優(yōu)化調(diào)度算法獲得推理和決策分析結(jié)果,將推理和決策分析結(jié)果返回給任務(wù)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(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口,基于該標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口進(jìn)行各類任務(wù)規(guī)劃算法的擴(kuò)展;

模擬退火算法插件,用于提供基于模擬退火的任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù);

遺傳算法插件,用于提供基于遺傳算法的任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù);

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(shí)現(xiàn)各類通用約束處理方法;定義約束處理標(biāo)準(zhǔn)接口,基于該約束處理標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)各遙感衛(wèi)星的專用約束處理的擴(kuò)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(yàn)的約束組合接口,基于該約束組合接口實(shí)現(xiàn)各遙感衛(wèi)星的特定約束組合的擴(kuò)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(yàn)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(wù)規(guī)劃的約束調(diào)用接口;

評(píng)價(jià)策略契約插件,用于提供評(píng)價(jià)值計(jì)算的調(diào)用接口,基于該調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)類型的特定評(píng)價(jià)策略的擴(kuò)展定制;

最大任務(wù)完成數(shù)評(píng)價(jià)策略插件,用于提供基于最大任務(wù)完成數(shù)評(píng)價(jià)策略的方案評(píng)價(jià)計(jì)算方法;

重要任務(wù)優(yōu)先評(píng)價(jià)策略插件,用于提供基于重要任務(wù)優(yōu)先評(píng)價(jià)策略的方案評(píng)價(jià)計(jì)算方法;

綜合收益評(píng)價(jià)策略插件,用于提供基于綜合收益評(píng)價(jià)策略的方案評(píng)價(jià)計(jì)算方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地資源模型的任務(wù)規(guī)劃通用平臺(tái),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(wù)統(tǒng)籌分析插件包、任務(wù)規(guī)劃插件包、任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包和任務(wù)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(tái)姿態(tài)機(jī)動(dòng)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(wù)統(tǒng)籌分析插件包、任務(wù)規(guī)劃插件包、任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包和任務(wù)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(wù)規(guī)劃算法服務(wù)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(wù)統(tǒng)籌分析插件包、任務(wù)規(guī)劃插件包、任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包和任務(wù)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(shí)間窗口與狀態(tài)后,將基本信息分別輸出至任務(wù)統(tǒng)籌分析插件包、任務(wù)規(guī)劃插件包、任務(wù)規(guī)劃算法服務(wù)插件包和任務(wù)規(guī)劃推演顯示插件包,將資源可用時(shí)間窗口與狀態(tài)輸出給任務(wù)規(guī)劃插件包;所述基本信息包括定點(diǎn)位置、中繼星測控與傳輸能力。

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

任務(wù)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(wù)規(guī)劃方案,并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行列表顯示;

任務(wù)規(guī)劃方案統(tǒng)計(jì)插件,用于根據(jù)用戶輸入的統(tǒng)計(jì)條件,統(tǒng)計(jì)各星任務(wù)安排情況與各地面站任務(wù)安排情況,對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行列表顯示。

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

任務(wù)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(shí)間、方案編號(hào)構(gòu)造查詢條件,檢索符合條件的任務(wù)規(guī)劃方案,從選中的任務(wù)規(guī)劃方案中提取任務(wù)數(shù)據(jù)、相關(guān)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面站數(shù)據(jù),將任務(wù)數(shù)據(jù)、相關(guān)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面站數(shù)據(jù)輸出至任務(wù)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(wù)規(guī)劃方案中相關(guān)的衛(wèi)星軌道信息調(diào)用軌道計(jì)算服務(wù),并進(jìn)行推演顯示需要的各類計(jì)算;所述計(jì)算包括衛(wèi)星星歷和觀測覆蓋范圍計(jì)算;將衛(wèi)星星歷和觀測覆蓋范圍輸出至任務(wù)規(guī)劃方案圖形化顯示插件;

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

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

任務(wù)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(wù)規(guī)劃方案中的任務(wù)數(shù)據(jù)、相關(guān)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(jìn)行圖形化顯示。

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

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