[发明专利]一种基于案例匹配的卫星观测任务规划方法

摘要

本发明属于卫星对地观测领域，涉及一种基于案例匹配的卫星观测任务规划方法，包括步骤：(S1)根据历史任务规划结果，按照案例生成方法生成案例并建立案例库；(S2)计算卫星回归周期，设置规划参数和综合评价值函数；(S3)读取案例库，对待规划任务集的目标集和案例集的目标集进行相似目标匹配；(S4)对待规划任务集进行案例匹配；(S5)对候选案例集进行案例修正；(S6)按照案例法初始化策略和随机法初始化策略，分别形成案例法初始种群和随机法初始种群；(S7)进行第一阶段进化；(S8)将进化种群合并为一个种群进行第二阶段进化，得到最终种群，选取最优解作为最终结果；(S9)对最终结果进行匹配，若不匹配则存入案例库。

主权项

1.一种基于案例匹配的卫星观测任务规划方法，其特征在于：包括以下步骤：(S1)根据历史任务规划结果，按照案例生成方法生成案例，并建立案例库；(S2)根据卫星相关参数计算卫星的回归周期，设置目标相似范围阈值、错开轨数、单轨匹配阈值、整体匹配阈值、最大遗传代数、连续进化代数上限、种群规模、案例初始种群比例、进化阶段分界值、交叉概率和变异概率参数，设置综合评价值函数；(S3)读取步骤(S1)中的案例库，按照目标相似准则，对待规划任务集的目标集和案例集的目标集进行相似目标匹配；(S4)根据案例集以及步骤(S3)中的相似目标匹配结果，按照案例匹配方法，对待规划任务集进行案例匹配，形成候选案例集；(S5)按照案例修正方法，对候选案例集进行案例修正，得到修正结果；(S6)按照案例法初始化策略和随机法初始化策略，分别形成案例法初始种群和随机法初始种群，两个种群的规模由案例初始种群比例参数决定；(S7)对步骤(S6)中的案例法初始种群和随机法初始种群，在各自种群中反复执行选择、交叉、变异操作，此系列操作视为第一阶段进化过程，当进化代数达到进化阶段分界值时结束该步骤；(S8)将步骤(S7)中第一阶段进化过程所得的案例法种群和随机法种群合并为一个种群，对合并后的种群反复进行选择、交叉、变异操作，此系列操作视为第二阶段进化过程，当进化代数达到连续进化代数上限，或者达到最大进化代数，则结束该步骤，得到最终种群，选取最终种群中综合评价值最高的个体作为最优解，即卫星观测任务规划的最终结果；(S9)对最终结果与案例库中的案例集按照案例匹配方法进行匹配，如果匹配不成功，则将此次的最终结果作为新案例存入案例库，其中所述步骤(S4)中的案例匹配方法为：将当前待规划任务的规划时段向前或向后推移卫星回归周期的整数倍，得到一系列周期性的时段信息，在案例库中找出此系列时段上的案例集，将相同轨道圈号的任务看作一个片段，之后，将当前待规划任务与案例集中的每个案例进行逐个片段的匹配，每次片段间的匹配会得到一个单轨匹配值，而每个案例在进行逐个片段间的匹配后会得到一个单轨匹配值序列，根据此序列计算出该案例的整体匹配值，最后，根据单轨匹配阈值和整体匹配阈值两个参数判定整个案例集中的各个案例是否匹配成功，匹配成功的案例形成候选案例集；其中所述步骤(S5)中的案例修正方法为：将相同轨道圈号的任务看作一个片段，则候选案例集的每个候选案例都与待规划任务集存在片段间的匹配关系，对待规划任务集的每个片段，遍历与之对应匹配的各个候选案例中相应的片段，根据各个候选案例的任务观测信息，计算各个候选案例中相应片段的综合评价值，选取综合评价值最高的片段作为待规划任务集中当前片段的修正结果；其中所述步骤(S6)中的案例法初始化策略为：将相同轨道圈号的任务看作一个片段，遍历待规划任务集的每个片段，在修正结果中找到与其相匹配的片段，参考相似目标匹配结果，将修正结果中当前片段内的任务观测信息赋值给待规划任务集的对应片段，并进行片段内的约束冲突处理，当待规划任务集的所有片段都遍历后，将各片段内未进行初始化处理的任务按照随机法策略进行处理；其中所述步骤(S6)中的随机法初始化策略为：随机选取待规划任务集中的任意一个未经处理的任务，将其标记为观测确认与处理确认，同时进行二元约束检测与冲突消解，约束检测中被遍历到的任务也标记为处理确认，依此法反复进行，直到所有任务均标记为处理确认为止。