基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法、装置、设备及介质与流程

本公开一般涉及空间探测卫星，具体涉及一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、空间探测通常具有任务时间久、任务约束条件复杂、任务切换频繁等特点。传统测控与任务规划机制在测控区域不能有效切换任务，地面长期规划消耗很多资源。相关技术中，采用自主任务规划会存在长时间轨道递推导致的计算精度降低以及算力严重不足等问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法、装置、设备及介质，能够在星上算力较低条件下切实解决高价值科学探测资源浪费与地面系统资源过度消耗等问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，包括：

3、获取目标空间探测卫星的初始轨道信息和所述目标空间探测卫星对应的三个目标探测星域的属性信息，所述属性信息包括所述目标探测星域在赤道惯性坐标系下的初始星域方位和探测优先级；

4、根据所述初始星域方位，分别为每个所述目标探测星域构建太阳规避角约束方程和地球规避角约束方程；

5、根据所述目标空间探测卫星与三个所述目标探测星域之间的所述太阳规避角约束方程和所述地球规避角约束方程，基于所述目标空间探测卫星的算力约束生成至少一个候选探测任务，每个所述探测任务包括对应的所述目标探测星域、探测开始时刻和探测结束时刻；

6、根据至少一个所述候选探测任务，确定所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务。

7、在一些实施例中，所述根据所述初始星域方位，分别为每个所述目标探测星域构建太阳规避角约束方程和地球规避角约束方程，包括：

8、分别获取太阳在赤道惯性坐标系下的第一星域方位和地球在赤道惯性坐标系下的第二星域方位；

9、根据每个所述目标探测星域对应的所述初始星域方位和所述第一星域方位，构建所述目标探测星域对应的太阳规避角约束方程；并根据每个所述探测星域对应的所述初始星域方位和所述第二星域方位，构建所述目标探测星域对应的地球规避角约束方程。

10、在一些实施例中，所述根据所述目标空间探测卫星与三个所述目标探测星域之间的所述太阳规避角约束和所述地球规避角约束，基于所述目标空间探测卫星的算力约束生成至少一个候选探测任务，包括：

11、针对所述目标空间探测卫星与每个所述目标探测星域，根据所述地球规避角约束方程，确定所述目标探测星域的采样周期；

12、基于所述采样周期，根据所述太阳规避角约束方程和所述地球规避角约束方程，确定所述目标空间探测卫星相对于所述目标探测星域的实时规避角值和实时规避角变化趋势；所述实时规避角值包括实时太阳规避角值和实时地球规避角值，所述规避角变化趋势包括实时太阳规避角变化趋势和实时地球规避角变化趋势；

13、根据所述实时规避角值和所述实时规避角变化趋势，确定所述候选探测任务。

14、在一些实施例中，所述规避角变化趋势为所述实时规避角值在所述采样周期下的一阶导数。

15、在一些实施例中，所述根据至少一个所述候选探测任务，确定所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务，包括：

16、针对每个所述候选探测任务，根据所述探测开始时刻和所述探测结束时刻，确定所述候选探测任务的探测时段；

17、若任两个所述候选探测任务对应的所述探测时段至少部分重叠，则确定该两个所述候选探测任务存在冲突；

18、对该两个所述候选探测任务进行冲突消解，得到所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务。

19、在一些实施例中，所述对该两个所述候选探测任务进行冲突消解，得到所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务，包括：

20、识别所述探测优先级较高的所述候选探测任务对应的第一探测时段，将所述探测优先级较高的所述候选探测任务作为所述第一探测时段对应的所述目标探测任务；

21、识别所述探测优先级较低的候选探测任务在所述第一探测时段之外的第二探测时段，将所述探测优先级较低的所述候选探测任务作为所述第二探测时段对应的所述目标探测任务。

22、第二方面，本申请实施例提供了一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划装置，包括：

23、获取模块，用于获取目标空间探测卫星的初始轨道信息和所述目标空间探测卫星对应的三个目标探测星域的属性信息，所述属性信息包括所述目标探测星域在赤道惯性坐标系下的初始星域方位和探测优先级；

24、构建模块，用于根据所述初始星域方位，分别为每个所述目标探测星域构建太阳规避角约束方程和地球规避角约束方程；

25、生成模块，用于根据所述目标空间探测卫星与三个所述目标探测星域之间的所述太阳规避角约束方程和所述地球规避角约束方程，基于所述目标空间探测卫星的算力约束生成至少一个候选探测任务，每个所述探测任务包括待探测的所述目标探测星域、探测开始时刻和探测结束时刻；

26、确定模块，用于根据至少一个所述候选探测任务，确定所述目标空间探测卫星的目标探测任务。

27、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如本申请实施例描述的方法。

28、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例描述的方法。

29、第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例描述的方法。

30、本申请实施例提出的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法、装置、设备及介质，获取目标空间探测卫星的初始轨道信息和所述目标空间探测卫星对应的三个目标探测星域的属性信息；根据所述初始星域方位，分别为每个所述目标探测星域构建太阳规避角约束方程和地球规避角约束方程；根据所述目标空间探测卫星与三个所述目标探测星域之间的所述太阳规避角约束方程和所述地球规避角约束方程，基于所述目标空间探测卫星的算力约束生成至少一个候选探测任务；根据至少一个所述候选探测任务，确定所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务。能够在保障目标空间探测卫星探测任务的基础撒谎给你，显著降低星上算力消耗，从而有效摆脱目标空间探测卫星对地面测控的依赖，确保目标空间探测卫星长期稳定运行。

31、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，所述根据所述初始星域方位，分别为每个所述目标探测星域构建太阳规避角约束方程和地球规避角约束方程，包括：

3.根据权利要求1所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，所述根据所述目标空间探测卫星与三个所述目标探测星域之间的所述太阳规避角约束和所述地球规避角约束，基于所述目标空间探测卫星的算力约束生成至少一个候选探测任务，包括：

4.根据权利要求3所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，所述实时规避角变化趋势为所述实时规避角值在所述采样周期下的一阶导数。

5.根据权利要求1所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，所述根据至少一个所述候选探测任务，确定所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务，包括：

6.根据权利要求5所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法，其特征在于，所述对该两个所述候选探测任务进行冲突消解，得到所述目标空间探测卫星在各时刻的目标探测任务，包括：

7.一种基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-6中任一所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的基于算力约束的空间探测卫星自主任务规划方法。