[发明专利]基于星地资源模型的任务规划通用平台

说明书

技术领域

本发明涉及航天地面应用卫星任务管控领域，尤其涉及多星任务规划平台，提供基于OSGI规范的平台框架与通用功能插件、专用插件扩展点等，通过各卫星特点、各业务特征、各用户特殊要求等进行个性化扩展定制与插件集成实现多星任务规划软件。

背景技术

随着航天事业的飞速发展，航天地面管控任务与日俱增，各卫星类型不同、卫星传感器使用约束不同、各卫星管理部门业务规则不同，各卫星的应用模式不同，造成卫星任务规划软件开发复杂多变，并且由于底层采用的优化搜索算法与评价策略不同，造成开发难度大，周期长，即使在底层技术框架具备的条件下，由于各卫星使用模式与卫星传感器约束千变万化，卫星资源的增加一般都需要重新开发相应的任务规划算法模块，导致开发周期长，且源代码不断修改导致性能不稳定。为了能快速增量式、动态插拔式开发各类任务规划软件，以适应卫星数量剧增、卫星使用特点各异与开发周期大大减少的现状，有必要开发基于平台插件技术与星地资源模型能够快速适应卫星特点变化的任务规划通用平台，解决我国航天地面应用领域，由于各种卫星、地面站和业务系统的类型多，差异大，技术难度大，系统难以重用，且开发费时、费力、投入大且难以提高的局面。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于OSGI平台插件规范和星地资源模型的多星任务规划通用平台，使系统具备了平台化与插件化支持、热插拔与动态支持、插件扩展支持等能力，使系统具有灵活性、敏捷反应能力和良好的可扩展能力的特点。一方面可以充分利用现有任务规划算法技术成果与各卫星专用工作模式约束处理能力，保障原有业务功能不受影响；另一方面具备快速搭建新系统的能力，为新增卫星提供任务规划优化调度能力。

为达到上述目的，本发明提供了基于星地资源模型的任务规划通用平台，该平台基于OSGI规范的平台插件基础框架采用C#语言开发，适用于window操作系统平。包括任务统筹分析插件包、任务规划插件包、任务规划算法服务插件包、任务规划方案管理插件包、星地资源模型插件包和任务规划推演显示插件包；其中：

任务统筹分析插件包用于获取星地资源模型插件包的各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息，根据各类遥感卫星任务管控业务特征、应用要求、各类卫星覆盖范围、观测能力、观测任务的观测要求和任务特性进行观测可行性分析与分解处理，形成卫星一次观测可完成的观测子任务，根据观测可行性分析与分解处理结果将观测子任务预分配给不同的卫星，将预分配结果生成可供任务规划使用的观测元任务，将观测元任务输出至任务规划插件包；

任务规划插件包用于获取星地资源模型插件包的各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息和各类资源可用时间窗口与状态，并提供多星联合规划与单星任务规划功能；还用于输出调用请求至任务规划算法服务插件包；所述多星联合规划功能具体为：通过人机交互方式与调用任务规划优化调度算法进行任务冲突消解后，将观测元任务分配到确定卫星；进行资源冲突消解后，将通过计算获取的或从外部申请的接收资源可用时段分配到确定卫星，生成多星任务规划方案；所述单星任务规划功能具体为：通过人机交互方式、调用任务规划优化调度算法与卫星传感器约束处理进行单星任务优化调度，生成满足任务观测要求与各卫星传感器使用约束的单星任务规划方案；将任务规划方案分别输出至任务规划方案管理插件包和任务规划推演显示插件包；所述任务规划方案包括多星任务规划方案和单星任务规划方案；

任务规划算法服务插件包用于提供多种任务规划优化调度算法；还用于根据任务规划插件包的调用请求启动相应的任务规划优化调度算法进行优化调度处理；还用于根据星地资源模型插件包输入的不同遥感卫星的资源能力和资源使用约束进行推理和决策分析，将推理和决策分析结果返回给任务规划插件包；所述多种任务规划优化调度算法包括典型任务规划算法与通用约束处理方法；

任务规划方案管理插件包用于对任务规划方案进行管理；所述管理内容包括：任务规划方案的查询与统计；

星地资源模型插件包用于给任务统筹分析插件包提供各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息；给任务规划插件包提供各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息和资源可用时间窗口与状态；给任务规划算法服务插件包提供各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息、资源能力和资源使用约束；给任务规划推演显示插件包提供各类遥感卫星、卫星传感器、地面站和中继星的基本信息；