[发明专利]一种多层级卫星协同调度方法和系统

权利要求书

1.一种多层级卫星协同调度系统，至少包括用于对卫星和地面站彼此之间的计划表进行优化调整的调度优化模块，其特征在于，所述调度优化模块被配置为按照如下方式对所述计划表进行优化调整：

基于卫星的动作任务和/或地面站的动作任务生成第一控制命令集，并至少基于第一控制命令的状态生成与其关联的冲突集；

基于所述第一控制命令集选择需要改变状态的第一控制命令并在执行所述第一控制命令的状态改变的情况下，至少基于与所述第一控制命令相关联的冲突确定效用惩罚；

分别计算所述第一控制命令的在其状态改变之前与之后的第一效用值和第二效用值，并基于所述效用惩罚完成对所述第二效用值的校正以得到第三效用值，其中，

在所述第三效用值大于所述第一效用值的情况下，按照接受所述第一控制命令的状态更改的方式对所述计划表进行优化调整；

所述第一控制命令的状态至少包括执行状态和略过状态，其中，所述计划表的优化调整还包括步骤：

按照所述冲突集中的冲突数量呈递减的方式确定所述第一控制命令的选取顺序，并基于所述选取顺序依次选取所述第一控制命令集中的每一个第一控制命令并按照改变所述第一控制命令的状态以消除所述效用惩罚的方式对所述计划表进行优化调整；

在所有第一控制命令的状态改变的情况下，基于处于略过状态的第一控制命令生成第二控制命令集，其中，在至少一个所述第一控制命令执行完成的情况下，基于与所述执行完成的第一控制命令相关联的冲突选取与该冲突关联的第二控制命令以完成对所述计划表的再次优化调整；

其中，第二控制命令的状态改变是否被接受的判断标准与第一控制命令相同，第二控制命令的选取基于与执行完成的第一控制命令相关联的至少一个冲突筛选出与该冲突相关联的至少一个第二控制命令。

2.如权利要求1所述的多层级卫星协同调度系统，其特征在于，所述效用惩罚与所述第二效用值按照求差的方式进行校正，其中，

在与指定的冲突相关联且处于执行状态的第一控制命令的数量为M的情况下，所述效用惩罚被定义为M-1，在所述效用惩罚小于等于1的情况下，所述效用惩罚处于消除状态。

3.如权利要求2所述的多层级卫星协同调度系统，其特征在于，所述计划表的再次优化调整至少包括如下步骤：

基于与所述执行完成的第一控制命令相关联的至少一个冲突选取与该冲突关联的至少一个所述第二控制命令并切换其状态至执行状态；

基于所述第二控制命令的状态改变计算与其对应的效用值及惩罚效用，在所述效用值的增大值大于所述惩罚效用的增大值，或者所述效用值的减小值小于所述惩罚效用的减小值的情况下，按照接受所述第二控制命令的状态改变的方式对所述计划表进行再次优化调整。

4.如权利要求3所述的多层级卫星协同调度系统，其特征在于，所述计划表的再次优化调整至少还包括如下步骤：

基于卫星和地面站的反馈信息以确定卫星的轨道信息的方式获得卫星访问所述地面站的时间顺序，并基于所述时间顺序确定所述第一控制命令执行完成时所对应的地面站和卫星；

选取与所述第一控制命令执行完成时所对应的地面站和卫星相关联的所述第二控制命令以改变其状态。

5.如权利要求1至4之一所述的多层级卫星协同调度系统，其特征在于，所述计划表能够经调度执行模块分配至地面站和卫星以完成所述第一控制命令和/或所述第二控制命令的执行，所述动作任务至少包括卫星对地球执行的成像任务以及地面站与卫星建立通信连接以接受卫星采集的成像数据的任务，其中，

在所述成像数据传输至指定的地面站的情况下，所述第一控制命令的执行完成。

6.如权利要求5所述的多层级卫星协同调度系统，其特征在于，每一个第一控制命令或每一个第二控制命令能够与至少一个冲突相关联，每一个冲突能够与至少一个第一控制命令或至少一个第二控制命令相关联，第二控制命令的选取至少包括以下步骤：

基于与所述执行完成的第一控制命令相关联的至少一个冲突筛选出与该冲突相关联的至少一个第二控制命令，

基于与所述执行完成的第一控制命令相关联的卫星和地面站从所述筛选出的至少一个第二控制命令中再次筛选出与该卫星和该地面站相关联的单个第二控制命令。