[发明专利]一种空天地观测资源的协同规划方法

说明书

本发明提供了一种空天地观测资源的协同规划方法，包括：根据待分配任务集合中各待分配任务之间的冲突关系和规划中心中观测资源的参数信息，构建基于任务冲突的启发式准则；根据所述启发式准则，计算所述规划中心中所述观测资源观测待分配任务的观测收益；根据所述观测收益，构建所述规划中心的任务分配模型。本发明在不同子规划中心的协同规划中，考虑不同子规划中心的差异性、不同类别的观测资源的观测能力对任务分配的影响机理，使不同子规划中心之间达到深度的协同合作，提高规划中心对任务的观测收益，在付出多类子规划中心的情况下取得一加一大于二的协同效果。

技术领域

本发明涉及空天地一体化对地观测领域，更具体地，涉及一种空天地观测资源的协同规划方法。

背景技术

目前，作为空天地一体化对地观测传感网的核心，异构资源的协同规划技术是将应急灾害任务需求转化为多类观测平台多传感器具体观测方案的主要手段，是提高异构观测传感网工作收益、充分挖掘多类观测平台多传感器系统潜在观测优势的关键所在。空天地观测资源的协同规划问题的本质是一个复杂的指派问题，其目标是在满足观测资源承载能力和约束规则、任务需求等情况的前提下，将观测任务合理地分配给多类观测平台，以保证为尽可能多的任务安排观测资源，最终实现多类观测平台和观测任务的最优匹配。

国内外开展了大量对地观测资源规划调度的研究，可以从单类观测平台的内部规划和多类观测平台的统一协同规划两个角度进行分析。由于对地观测各地方单位体制的差异，不同单位拥有的观测资源很少统筹规划，导致现有的协同方案大都集中于单类观测平台的内部规划。其中，多星的规划调度模型研究最为丰富，通常以启发式算法为主，综合考虑卫星特性和任务的时空约束关系建立自动匹配机制。无人机或飞艇等空天地单类观测平台的规划方法近年来得到了快速发展，与多星的协同规划问题类似，无人机的多机协同目标分配问题是具有复杂约束条件的NP问题，基于分布式的协同规划框架和智能优化算法逐渐成为多机协同规划的有效工具。

卫星、无人机和飞艇等单类观测平台的任务规划技术已经趋向成熟，各单类观测平台孤立规划所获取的观测效益已经趋向极限。实际任务观测过程中通常采用按序分配的方式，首先将观测任务按照观测收益大小排序，然后根据收益顺序依次将任务分配给一个观测资源，当此观测资源满足观测需求时，将此任务分配给此观测资源，否则尝试下一个观测资源，直至所有任务分配完毕或没有任何观测资源能够满足剩余任务为止。

基于单类观测平台的规划方法仅解决了单类观测平台中多个同类观测资源的协同问题，显然不能满足空天地多类观测平台之间协同观测的需求。而多类观测平台协同规划中，传统的按序分配方法的优势可以实现简单、计算快捷高效，不用考虑多类观测平台的差异性，但对多类观测平台中不同类别的观测资源的观测能力对任务分配的影响机理考虑不足，没有深入分析约束条件对任务分配造成的冲突关系以及多类观测平台的合作和竞争机制，从而导致多类观测平台之间不能深度的协同合作，造成任务观测收益的低下，在付出多类观测平台的情况下没有取得一加一大于二的协同效果。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种空天地观测资源的协同规划方法。

本发明提供了一种空天地观测资源的协同规划方法，包括：S11，根据待分配任务集合中各待分配任务之间的冲突关系和规划中心中观测资源的参数信息，构建基于任务冲突的启发式准则；S12，根据所述启发式准则，计算所述规划中心中所述观测资源观测待分配任务的观测收益；S13，根据所述观测收益，构建所述规划中心的任务分配模型。

本发明提供的一种空天地观测资源的协同规划方法，在不同子规划中心的协同规划中，考虑不同子规划中心的差异性、不同类别的观测资源的观测能力对任务分配的影响机理，使不同子规划中心之间达到深度的协同合作，提高规划中心对任务的观测收益，在付出多类子规划中心的情况下取得一加一大于二的协同效果。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的空天地观测资源的协同规划方法流程图；