[发明专利]一种基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统组织方法

说明书

本发明公开了一种基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统组织方法，包括：建立卫星智能体的结构模型；接到地面发送的任务，该卫星智能体迅速与附近的卫星智能体建立联系；按照卫星有效载荷能力进行马赛克能力拆分得到马赛克能力模块；对拆分后的马赛克能力模块进行马赛克拼接，建立具有管理卫星智能体和工作卫星智能体的空间马赛克可重构系统两级系统混合控制结构模型；管理卫星智能体制定本次多星协作的任务规划调度方案，工作卫星智能体判断下发任务与自身原有任务是否冲突，若冲突，管理卫星智能体重新制定方案，直至冲突消失后，执行任务。该方法将任务执行拓宽到多个维度，全面提升了任务执行效果，提高目标的识别概率。

技术领域

本发明涉及的是一种基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统组织方法，属于航空航天领域。

背景技术

分布式卫星系统(Distributed Satellite System,DSS)是由多个卫星组成的任务体系结构，通过体系内的卫星相互协同完成对地观测、导航、通信等任务。

现有的分布式卫星系统由指定的卫星组网形成，可供分布式卫星进行内部协作、自主决策、规划调度以及自主执行任务等。分布式卫星系统根据分布式卫星系统的空间分布尺度、卫星同构程度、协同程度等特性，可将分布式卫星系统划分为星座、卫星编队、卫星集群、卫星列车、分离模块卫星系统、联邦卫星系统等。

不同类型的分布式卫星系统，对系统构型可重构的要求不同，如：卫星集群、联邦卫星系统对于构型控制较低或不要求卫星满足一定构型；而卫星编队、星座等要求构型准确以及可重构。

星座卫星成员都是预先由地面工程人员设计制造，发射入轨组成。典型的分布式可重构空间系统如GPS卫星星座等。如GPS卫星星座有24颗工作卫星和4颗备份卫星组成，24颗工作卫星均匀分布在6个轨道面上，距离地面约20000千米。现有的卫星编队、卫星集群可由同构或异构的卫星组成，执行简单的协作任务。

发明人发现，现有的分布式卫星系统注重单星的在轨协同，星间组网灵活性差，必须是由地面人员预先指定的卫星组成，不能轻易加入在轨的卫星。组网后分布式卫星系统能力模式单一，不能根据任务特性来灵活改变能力模式。如GPS星座只能用来导航。

发明内容

针对上述缺陷，本发明将马赛克拼接的思想应用在分布式可重构卫星系统中，提供了一种基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统组织方法，该方法不注重组网卫星的类型，而是基于卫星能力将其组合，设计了具有单星自治和多星协作能力的分布式可重构卫星系统。以类似于马赛克拼接的简单方式，构建一个按需集成，极具弹性的系统，该系统具有自主运行、弹性灵活组网、体系可重构等特点。该方法突破了单一的任务执行方式，将任务执行拓宽到多个维度，全面提升了任务执行效果。马赛克体系中的各种光学、电子能力可对目标的多种特征进行识别，进行联合判别、启发学习，得到目标的光学、电子等不同特征参数。当单个或多个卫星执行相同任务时，即可检索已有的联合判别特征参数，提高目标的识别概率。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来具体实现：

本发明提供了一种基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统组织方法，该方法包括：

步骤一、根据卫星的系统构成，建立用于代替轨道上卫星的卫星智能体的结构模型；

步骤二、当卫星智能体接收到地面发送的任务，该卫星智能体迅速与附近的卫星智能体建立联系，构成分布式卫星系统；

步骤三、建立联系的所有卫星智能体按照卫星有效载荷的能力进行马赛克能力拆分得到马赛克能力模块；

步骤四、根据接收到的任务对拆分后的马赛克能力模块进行马赛克拼接，得到基于马赛克拼接的分布式可重构卫星系统，对分布式可重构卫星系统的效能进行评估，得到执行该任务的多星协作最优组合方案；