[发明专利]基于Agent技术的多航天器智能管理系统及其设计方法

说明书

本发明涉及一种基于Agent技术的多航天器智能管理系统及其设计方法，所述设计方法包括步骤：a.对需要在轨协同工作的多个航天器分别设计独立的航天器Agent；b.将各个航天器Agent采用协商机制进行信息交互；c.将各个航天器Agent按智能等级分层布置。根据本发明的管理系统及其设计方法将进行协作的各个航天器均设计为独立的Agent，每个Agent均可以对自身航天器的感知、规划和执行进行融合，实现自主管理。

技术领域

本发明涉及航天器自主任务管理领域，尤其涉及一种基于Agent技术的多航天器智能管理系统及其设计方法。

背景技术

随着航天技术的发展，在轨航天器数量越来越多，通过多航天器组网协同工作已成为发展趋势，如空间站任务中需多个航天器在轨协同工作。多航天器构成分布式系统，通过相互协作共同完成任务，能够突破单个航天器的局限性，获得单航天器不能达到的功能和性能，同时可以大幅度降低飞行任务成本，使整个系统具有更高的可靠性和生存能力，同时具有很强的灵活性。多航天器在轨协同工作在产生巨大优势的同时也给航天器的在轨管理带来了挑战。

现有的航天器在轨管理模式下，对航天器的在轨管理主要通过地面遥测遥控的方式进行控制，首先由地面飞控人员提前对航天器在轨工作目标进行任务规划并申请测控网资源，规划完成后生成航天器可执行数据文件，并通过上行遥控链路将规划结果上注至航天器执行，航天器在轨开展任务过程中由地面飞控人员在测控弧段内对航天器下行遥测数据进行实时监视，确保整个任务执行过程均在地面有效监测及控制范围内；对于航天器的在轨故障处置，需地面根据下行遥测进行判断，确定故障处置对策后再通过测控链路向航天器发送控制命令，对故障的处置存在滞后性；对于多航天器的在轨管理，主要通过地面配置大量飞控人员和测控资源进行管理。

对于一至两个航天器同时在轨工作的情况，现有的控制模式可以基本满足需求，但当多个航天器需在轨协同工作时，需地面提供足够多的测控资源和大量的地面飞控支持人员，极大提高了对航天器在轨管理的工作成本，当前纯靠地面进行监视和控制的模式已无法满足对多航天器在轨协同工作的管理需求。

传统的对航天器进行在轨管理的模式存在以下问题：①主要依靠地面实现对航天器的在轨控制和管理，航天器在轨缺乏自治的能力，地面需为航天器提供大量的天、地基测控资源和飞控人员，人力及物力成本较大，对于多个航天器的管理将带来更大的成本代价；②现有管理模式对航天器在轨故障的处置存在滞后性，地面需根据航天器的遥测来判断并确定具体的故障对策，然后再通过测控链路将处置指令发送给航天器，由于地面处置需要时间，同时天地链路存在传输时延，航天器轨道越高时延越大，导致故障不能及时进行处置，影响航天器在轨运行的安全性；同时对协作多航天器的位置控制的实时性要求远高于单个航天器，控制时机的错过会带来严重后果，纯粹靠地面的手段无法满足；③天、地基测控资源有限，且为公共资源，现有的模式下当多航天器需协同工作时需占用大量测控资源，影响对其他航天器的测控支持；④多航天器协同工作要求航天器在任务执行过程中可以根据突发事件的出现与系统资源的约束进行动态规划，具备更强的自治的能力。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种基于Agent技术的多航天器智能管理系统的设计方法及根据该设计方法设计的基于Agent技术的多航天器智能管理系统。

为实现上述发明目的，本发明提供一种基于Agent技术的多航天器智能管理系统的设计方法，包括以下步骤：

a.对需要在轨协同工作的多个航天器分别设计独立的航天器Agent；

b.将各个航天器Agent采用协商机制进行信息交互；

c.将各个航天器Agent按智能等级分层布置。

根据本发明的一个方面，所述航天器Agent包括：

环境感知模块，可自主获取外部环境的状态信息；