[发明专利]卫星任务资源匹配优化方法、装置、存储介质和电子设备

说明书

本发明提供一种卫星任务资源匹配优化方法、装置、存储介质和电子设备，涉及卫星任务技术领域。本发明设计的优化算法允许在迭代中接受不可行解，这样将有助于扩大邻域搜索范围，提高搜索能力，降低搜索难度。同时传统的适应度函数一般只考虑收益，惩罚考虑的较少或者惩罚因素考虑的不够充分，所以无法全面的评价一个解的优劣，本发明的适应度函数设计综合考虑了观测任务带来的收益、能量约束惩罚、容量约束惩罚、时间窗约束惩罚以及最长工作时间约束惩罚，可以更好更全面的评价一个解的优劣，通过上述方法，本发明能有效提高算法整体寻优能力，得到的卫星任务资源匹配优化方案能有效的提高卫星资源整体利用率。

技术领域

本发明涉及卫星任务技术领域，具体涉及一种卫星任务资源匹配优化方法、装置、存储介质和电子设备。

背景技术

近年来伴随卫星技术的日益成熟，利用卫星进行观测已经被广泛的应用于例如灾后评估、热点区域监视等多个领域。虽然卫星技术已经被广泛应用，但是卫星资源整体利用率整体偏低，提高卫星资源利用率的关键在于有效的卫星任务资源匹配优化。

现有的卫星任务资源匹配优化方法一般是利用元启发式算法快速生成，虽然思想简单易于实现，但是求解效果一般，即寻优效果差。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种卫星任务资源匹配优化方法、装置、存储介质和电子设备，解决了现有的卫星任务资源匹配优化方法寻优效果差的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种卫星任务资源匹配优化方法，包括：

S1、获取卫星任务资源匹配优化模型，所述卫星任务资源匹配优化模型包括适应度函数，所述适应度函数为

其中：

表示完成任务T_m的观测得到的收益；表示违反约束惩罚值，如果规划方案解R_solution为可行解否则为能量约束惩罚值、储存容量约束惩罚值、时间窗约束惩罚值以及最长工作时间约束惩罚值之和；R_solution＝{R₁,R₂,...R_n,...R_N}表示一个任务规划方案；R_n表示卫星S_n的执行任务序列，按照卫星S_n依次执行观测任务的先后顺序排列而成；

S2、基于改进的邻域搜索算法和所述卫星任务资源匹配优化模型的获取最终的优化方案，所述改进的邻域搜索算法的改进之处包括在迭代中可以接受不可行解。

优选的，所述为能量约束惩罚值、储存容量约束惩罚值、时间窗约束惩罚值和最长工作时间约束惩罚值之和，其计算公式如下：

其中：

分别表示解的能量约束惩罚值、储存容量约束惩罚值、时间窗约束惩罚值以及最长工作时间约束惩罚值，β，λ、为平衡量纲参数。

优选的，所述的计算公式包括：

其中：