一种卫星星座在轨分布式协同调度方法

技术特征：
1.一种卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：根据目标特性确定卫星星座构型及参数；s2：根据场景特点确定星座卫星协同观测过程相关约束；s3：确定卫星星座协同调度过程；s4：根据星座卫星协同调度过程特点，归纳星座调度过程中需要进行星间通讯的情况；s5：根据卫星星座在轨协同调度过程设计适应于在轨分布式场景的卫星星座在轨分布式协同调度框架；s6：根据设计的卫星星座在轨分布式协同调度框架进行星座调度。2.如权利要求1所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，所述步骤s3进一步包括：步骤s31：从外部环境获得初始目标信息；步骤s32：通过传感器获得星座对目标的观测量；步骤s33：通过星间通讯将所述初始目标信息与观测量进行信息融合，更新目标状态信息并对目标进行一定时间内的轨道预报；步骤s34：星座内卫星根据自身状态、目标状态、卫星对目标的可观测窗口、卫星与协同卫星之间的可通讯窗口进行星间调度决策，以保持对目标的持续跟踪。3.如权利要求1所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，在所述步骤s4中：星座调度过程中需要进行星间通讯的情况归纳为新目标事件和观测卫星切换事件；其中观测卫星切换事件包括剩余观测窗口不足、星间剩余可通信窗口不足、目标位置估计误差达到误差门限、卫星处于单星跟踪状态中的一项或多项子事件，卫星触发任意子事件都需要进行观测卫星切换。4.如权利要求3所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于：观测卫星切换设置有最小时间间隔。5.如权利要求3所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，所述步骤s5进一步包括：s51：外界环境将新目标信息传递给星座内可观测到目标的卫星；s52：触发新目标事件的卫星对事件信息进行处理后生成协同观测任务，并与其相邻卫星进行通讯，建立针对该目标的星间动态协商组；s53：将协同观测任务发布给星间动态协商组内其他卫星，其他卫星接收到协同观测任务后结合星上条件对任务进行评估并评分；s54：根据评分结果确定卫星是否可以执行协同观测任务。6.如权利要求5所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，在所述步骤s53中，其他卫星接收到协同观测任务后结合星上条件对任务进行评估并评分，进一步包括：卫星i对目标j在k时刻的评估值如式（4）所示（4）
其中，，，，和分别表示卫星状态因子，星间通讯窗口因子，目标位置估计误差因子，剩余目标可观测窗口长度因子和卫星姿态机动时间因子。7.如权利要求5所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于，所述步骤s54进一步包括：接收到协同观测任务的卫星对任务进行评分后，若评分为0说明卫星不具有执行该协同观测任务的条件，不对该任务进行响应；若评分大于0说明卫星可以执行该观测任务，卫星加入发布协同观测任务卫星建立的星间动态协商组，通过分布式拍卖算法进行星间分布式协商。8.如权利要求7所述的卫星星座在轨分布式协同调度方法，其特征在于：所述星间动态协商组中卫星通过星间协商达成共识后，确定评分最高的卫星执行协同观测任务。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的一种卫星星座在轨分布式协同调度方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种卫星星座在轨分布式协同调度框架与调度方法，包括根据目标特性确定卫星星座构型及参数，根据卫星星座在轨协同调度过程设计适应于在轨分布式场景的卫星星座在轨分布式协同调度框架，根据设计的调度框架进行星座在轨任务调度；通过在星座调度过程中引入事件触发机制，将开环调度过程改为基于Agent的闭环调度，克服了开环调度动态环境适应性差，时效性低的问题；采用分布式拍卖算法将集中式星座调度改为分布式调度，避免了集中式调度通讯时延长的问题；在此基础上设计了卫星星座在轨分布式协同调度框架，能够在局部信息的条件下实现星座卫星在轨分布式协商调度，调度所需星座信息少，星间通讯条件要求低，调度过程高效且可靠。度过程高效且可靠。度过程高效且可靠。


技术研发人员：杨洪伟 张耀元 李爽
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2022/12/30