CN104008443B - 一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，包括：计划调度子系统用于根据各陆地观测卫星数据接收计划，自动化统筹规划及生成地面接收站网内各接收站的卫星数据接收、记录和传输任务，调度驱动各接收站的接收与记录装置执行相应任务，调度驱动地面光纤数据传输设备执行相应任务；运行监控子系统用于实时监视地面接收站网内的各项任务执行情况和设备运行状态；信息采集汇总子系统用于地面接收站网各任务信息和监视信息的采集和汇总，提供信息的访问、存储、备份、查询检索和统计分析功能。本发明解决了陆地观测卫星数据地面接收站网对于多卫星的接收、记录、传输任务的一体化自动化规划、运行监视和信息采集汇总等问题。

Description

一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统

技术领域

本发明涉及陆地观测卫星数据地面接收站任务规划调度技术领域，尤其是一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统。

背景技术

陆地观测卫星数据地面接收站网担负着陆地卫星有效载荷数据接收、记录和传输的重要职责。随着国内外陆地观测卫星的快速发展，单个地面接收站已经不能满足卫星数据接收获取要求，需要建设由多个地面接收站组成的地面接收站网用于承担当前及未来陆地观测卫星的数据接收、记录、传输任务，实现卫星资源的充分利用和对全国国土的接收覆盖，满足国家发展和社会经济建设对于卫星数据的迫切需求。

地面接收站网调度中心的任务调度人员通过使用多卫星数据接收任务规划调度系统，对地面接收站网的接收、记录、传输业务和设备资源进行数据接收规划调度，驱动地面接收站网内的各业务系统，按照规划后的调度任务要求进行业务，运行，对地面接收站网内的各业务系统的任务执行情况和设备运行状态进行监视，同时多卫星数据接收任务规划调度系统具备对相关信息具有采集、汇总、存储和分析的功能。

现有的任务调度系统主要用于满足单站多卫星的运行任务要求。任务调度人员人工完成地面接收站任务的调整、制定和下达；地面接收站运行人员手工设定系统参数，人工完成卫星数据的接收、记录、传输任务，并上报任务执行情况和设备运行状态；任务调度人员人工完成信息的汇总，录入和统计。

如图1所示，现有的任务调度系统包括两个子系统：计划调度子系统和信息采集汇总子系统。其中，计划调度子系统用于获取各陆地观测卫星数据接收计划，辅助完成任务人工调整、生成单一地面接收站卫星数据接收和传输任务，供单一接收站执行人工数据接收任务及后续数据传输任务。信息采集汇总子系统收集卫星接收计划、卫星接收和传输任务和卫星数据接收站接收报告等信息，输出信息查询检索结果和统计分析结果。

计划调度子系统包括信息传输处理部件和卫星接收任务调度部件。信息传输处理部件将收到的卫星接收计划文件解析后，发送到卫星接收任务调度部件。卫星接收任务调度部件将人工调整完成的卫星接收任务信息及卫星接收计划信息存储到信息采集存储部件。

信息采集汇总子系统包括信息采集存储部件、信息检索部件和统计分析部件。信息采集存储部件存储卫星接收计划信息和卫星接收任务信息，收集卫星接收执行情况报告并存储；信息采集存储部件接收信息检索部件发送的信息检索请求，向其返回信息检索结果；信息采集存储部件接收统计分析部件发送的信息检索请求，向其返回信息检索结果。信息检索部件向信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收信息采集存储部件返回的信息检索结果。统计分析部件向信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收信息采集存储部件返回的信息检索结果。

对于地面接收站网而言，现有的任务调度系统人工操作多，任务执行自动化程度低，任务调度人员和地面接收站运行人员工作量大、操作繁琐、极易出错，运行效率和可靠性难以保证。特别是随着陆地观测卫星运行任务和地面接收站以及站内设备数量的显著增加，任务调度的复杂度随之呈几何级数增长，传统的人工规划调度方式根本无法满足地面接收站网任务规划调度的要求。

上述不足具备表现在以下几个方面：

1、不具备多卫星地面站任务规划调度能力

现有任务调度系统没有考虑多接收站卫星接收资源管理需求，无法实现多卫星，多数据接收站的卫星数据接收规划能力。

2、计划调度子系统不具备接收任务仿真分析能力

计划调度子系统没有仿真分析和轨道计算能力，无法验证卫星接收计划是否正确，以及卫星接收站是否有相应的接收资源实施卫星数据接收任务。

3、计划调度子系统不具备对接收任务进行自动任务规划能力

计划调度子系统使用人工方式根据卫星接收计划制定卫星接收任务，不具备接收资源管理能力，不具备自动任务规划能力。

4、无法对执行任务的设备进行监视

由于没有运行监控设备和设计，无法实现远程设备的监控。

5、无法对接收任务执行情况进行监视

由于没有任务运行状态监控能力，无法实现远程任务执行情况的监视。

6、无法对信息进行高效、自动采集汇总

由于没有信息采集汇总自动运行机制，各类业务信息需要通过邮件，传真，电话等人工方式进行交互。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种面向多卫星、满足陆地观测卫星数据地面接收站网运行要求的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，以解决地面接收站网对于多卫星的接收、记录、传输任务的自动化规划、自动化运行监视和信息自动化采集汇总等问题，提高任务规划调度系统的自动化运行能力，满足陆地观测卫星地面接收站网的运行要求。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，该任务规划调度系统包括计划调度子系统、运行监控子系统和信息采集汇总子系统，其中：计划调度子系统，用于根据各陆地观测卫星数据接收计划，自动化统筹规划及生成地面接收站网内各接收站的卫星数据接收、记录和传输任务，并调度驱动各接收站执行相应任务；运行监控子系统，用于实时监视地面接收站网各接收站的任务执行情况和设备运行状态；信息采集汇总子系统，用于地面接收站网各任务信息和监视信息的采集和汇总，并提供信息的访问、存储、备份、查询检索和统计分析功能。

上述方案中，所述计划调度子系统包括信息传输处理部件、轨道计算部件、卫星接收任务规划部件、卫星接收任务调度部件和仿真分析部件，其中：信息传输处理部件，用于完成该任务规划调度系统与外部系统之间的信息交换，此处外部系统包括但不限于卫星数据接收站系统、卫星数据传输系统以及卫星运营方的卫星计划系统；轨道计算部件，用于完成陆地观测卫星的轨道预报和星历计算；卫星接收任务规划部件，用于根据卫星数据接收计划，结合接收资源、业务规则和约束条件进行统筹规划，对各地面接收站的任务和资源进行均衡分配和调整，形成合理优化的卫星数据接收、记录和传输任务规划方案；卫星接收任务调度部件，用于生成卫星数据接收、记录和传输任务，完成卫星接收记录、传输任务的调度和控制，监视任务的执行结果，对执行结果进行审核评价；仿真分析部件，用于对卫星数据接收计划，接收、记录和传输任务规划方案进行模拟推演，对各类任务按照执行情况进行仿真推演展示或再现。

上述方案中，所述运行监控子系统包括任务执行情况监视部件和设备运行状态监视部件，其中：任务执行情况监视部件，用于对卫星数据接收、记录、传输任务的执行过程和执行情况进行监视，并对监测到的任务异常进行警示；设备运行状态监视部件，用于对地面接收站网各运行设备的工作状态进行监视，并对监测到的设备运行故障和警报进行警示。

上述方案中，所述信息采集汇总子系统包括信息采集存储部件、接收资源管理、信息检索部件和统计分析部件，其中：信息采集存储部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息进行采集、汇总和存储；接收资源管理部件，用于对卫星接收站网各接收站的接收资源和约束条件进行编辑；信息检索部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供综合查询检索；统计分析部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供信息统计、趋势分析、报表输出与分发。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，由于新增的卫星接收任务规划部件能够实现任务自动规划，新增的运行监控分系统能够实时收集设备状态和任务执行情况信息，所以解决了地面接收站网对于多卫星的接收、记录、传输任务的自动化规划、自动化运行监视和各类业务信息自动化采集汇总等问题，提高了任务规划调度系统的自动化运行能力，满足了陆地观测卫星地面接收站网的运行要求。

2、本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，由于新增的接收资源管理部件，实现了卫星数据接收站信息、卫星接收天线信息、卫星数据接收通道信息、卫星数据记录器信息和卫星数据传输链路等信息的灵活配置能力，具备较灵活的扩展性，可以适用于多卫星数据接收站卫星接收任务规划调度，满足大量卫星数据接收任务的调度需求。

3、本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，由于新增的轨道计算部件和仿真分析部件实现了卫星轨道计算能力和卫星接收任务规划方案仿真验证能力，所以提高了卫星接收任务规划工作的可靠性，有利于减少卫星接收任务规划过程中的人工干预，进而提高系统的自动化水平。

附图说明

图1是现有的任务规划调度系统的示意图。

图2是本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统的结构示意图。

图3是本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统的内部结构组成及交互关系图。

图4是本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统与相关业务系统之间自动化交互的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

针对现有任务规划调度系统存在的诸多不足，本发明提供了一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，该任务规划调度系统较现有的任务规划调度系统做出了以下改进措施：

1、增加运行监控子系统；

现有系统由于没有信息采集汇总自动运行机制，各类业务信息需要通过邮件，传真，电话等人工方式进行交互。为了实现卫星数据接收站远程设备监控和接收任务状态自动反馈，本发明在现有系统的基础上，增加了运行监控子系统。运行监控子系统可以实现设备状态信息和任务执行情况信息的自动采集和存储，有利于提高任务规划调度系统的自动化水平。

2、计划调度子系统中增加轨道计算部件、仿真分析部件和卫星接收任务规划部件；

为了实现卫星接收任务规划方案的检查和验证，本发明提出了在计划调度子系统中增加轨道计算部件和仿真分析部件。轨道计算部件可以计算卫星经过接收站的开始时间和结束时间，协助仿真分析部件验证任务规划结果的可行性；仿真分析部件可以根据轨道计算结果、接收站资源信息和约束条件，验证卫星接收任务规划方案的可行性。为实现卫星任务调度自动化提供的保障。

卫星接收任务规划部件提供卫星任务自动任务规划功能，它在获取卫星接收计划、卫星数据接收站设备状态信息、接收资源信息、约束条件信息等输入条件的基础上，实现将卫星接收计划与卫星接收资源的匹配，消解可能存在的卫星数据接收冲突，给出卫星接收任务规划方案。

上述设计可以减少卫星接收任务规划过程中的人工干预，提高系统自动化水平。

3、信息采集汇总子系统中增加接收资源管理部件；

现有任务规划调度系统只能实现单站任务调度，本发明在信息采集汇总子系统中增加了接收资源管理部件。接收资源管理部件管理卫星数据接收站信息、卫星接收天线信息、卫星数据接收通道信息、卫星数据记录器信息和卫星数据传输链路信息等接收资源信息，同时管理卫星数据接收业务约束条件信息。

由于接收资源管理部件实现了卫星接收资源和约束条件的管理，减少了现有系统在进行接收任务规划工作中的人工环节和工作量，提高了系统自动化水平。

通过上述三方面的改进，本发明提供的陆地观测卫星地面接收站网的任务规划调度系统，具备较高的自动化水平，可以适用于多卫星数据接收站卫星接收任务规划调度，满足大量卫星数据接收任务的调度需求。

如图2所示，图2是本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统的结构示意图，该任务规划调度系统包括计划调度子系统、运行监控子系统和信息采集汇总子系统。其中：计划调度子系统用于根据各陆地观测卫星数据接收计划，自动化统筹规划、生成地面接收站网内各接收站的卫星数据接收、记录、传输任务，调度驱动各接收站执行相应任务。运行监控子系统用于实时监视地面接收站网的任务执行情况和设备运行状态。信息采集汇总子系统用于地面接收站网各任务信息和监视信息的自动采集、汇总，并提供信息的访问、存储、备份、查询检索、统计分析等功能。

在图2中，计划调度子系统向信息采集汇总子系统发送卫星接收计划信息和任务信息，并接收信息采集汇总子系统反馈的设备当前状态信息；计划调度子系统向运行监控子系统发送任务信息，接收运行监控子系统获取的任务执行结果信息。运行监控子系统接收计划调度子系统发送的任务信息，并向计划调度子系统反馈任务执行结果信息；运行监控子系统向信息采集汇总子系统发送任务执行情况和设备运行状态。信息采集汇总子系统接收计划调度子系统发送的计划信息和任务信息，接收运行监控子系统发送的任务执行情况和设备运行情况，并向计划调度子系统发送设备当前状态。信息检索部件发送的信息检索请求，向其返回信息检索结果；信息采集存储部件接收统计分析部件发送的信息检索请求，向其返回信息检索结果。

基于图2所示的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，图3示出了本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统的内部结构组成及交互关系图。下面结合图3对图2中计划调度子系统、运行监控子系统和信息采集汇总子系统分别详述如下：

1、计划调度子系统

所述计划调度子系统包括信息传输处理部件、轨道计算部件、卫星接收任务规划部件、卫星接收任务调度部件和仿真分析部件，其中：信息传输处理部件，用于完成本发明提供的任务规划调度系统与外部系统之间的信息交换，此处外部系统包括但不限于卫星数据接收站系统、卫星数据传输系统以及卫星运营方的卫星计划系统；轨道计算部件，用于完成陆地观测卫星的轨道预报和星历计算；卫星接收任务规划部件，用于根据卫星数据接收计划，结合接收资源、业务规则和约束条件进行统筹规划，对各地面接收站的任务和资源进行均衡分配和调整，形成合理优化的卫星数据接收、记录和传输任务规划方案；卫星接收任务调度部件，用于生成卫星数据接收、记录和传输任务，完成卫星接收记录、传输任务的调度和控制，监视任务的执行结果，对执行结果进行审核评价；仿真分析部件，用于对卫星数据接收计划，接收、记录和传输任务规划方案进行模拟推演，对各类任务按照执行情况进行仿真推演展示或再现。

图3中，信息传输处理部件向轨道计算部件发送轨道根数，并向卫星接收任务调度部件发送卫星接收计划。轨道计算部件接收信息传输处理部件发送的轨道根数，并向卫星接收任务调度部件发送卫星轨道根数；轨道计算部件在收到仿真分析部件发送的轨道计算请求后，向仿真分析部件反馈轨道计算结果。卫星接收任务规划部件向信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件发送设备当前状态查询请求，接收信息采集存储部件反馈的设备当前状态信息、接收资源信息和约束条件信息；卫星接收任务规划部件接收卫星接收任务调度部件发送的卫星接收计划，并向卫星接收任务调度部件返回任务规划方案。卫星接收任务调度部件接收信息传输处理部件发送的卫星接收计划；卫星接收任务调度部件向卫星接收任务规划部件发送卫星接收计划，并接收卫星接收任务规划部件返回的任务规划方案；卫星接收任务调度部件向仿真分析部件发送仿真想定，并接收仿真分析部件返回的仿真结果；此处，仿真想定是在航天领域的仿真中常用这一专有名词，可以理解为仿真方案输入条件的统称；卫星接收任务调度部件向信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件发送计划信息和任务信息。仿真分析部件接收卫星接收任务调度部件发送的仿真想定，向卫星接收任务调度部件反馈仿真结果；仿真分析部件向轨道计算部件发送轨道计算请求，并接收轨道计算部件返回的轨道计算结果。

2、运行监控子系统

运行监控子系统包括任务执行情况监视部件和设备运行状态监视部件，其中：任务执行情况监视部件，用于对卫星数据接收、记录、传输任务的执行过程和执行情况进行监视，并对监测到的任务异常进行警示；设备运行状态监视部件，用于对地面接收站网各运行设备的工作状态进行监视，并对监测到的设备运行故障和警报进行警示。

图3中，任务执行情况监视部件分别将任务执行情况和任务执行结果发送到信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件和计划调度子系统中的卫星接收任务调度部件。设备运行状态监视部件将设备运行状态信息发送到信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件。

3、信息采集汇总子系统

信息采集汇总子系统包括信息采集存储部件、接收资源管理、信息检索部件和统计分析部件，其中：信息采集存储部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息进行采集、汇总和存储；接收资源管理部件，用于对卫星接收站网各接收站的接收资源和约束条件进行编辑；信息检索部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供综合查询检索；统计分析部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供信息统计、趋势分析、报表输出与分发。

图3中，信息采集存储部件收集计划调度子系统中的卫星接收任务调度部件发送的计划信息和任务信息、运行监视子系统中的设备运行状态监视部件发送的设备运行信息、以及运行监视子系统中的任务执行情况监视部件发送的任务执行情况信息；信息采集存储部件接收计划调度子系统中的卫星接收任务规划部件发送的设备当前状态查询，并向其返回设备当前状态信息、接收资源信息和约束条件信息；信息采集存储部件接收信息检索部件发送的信息检索请求，并向其返回信息检索结果；信息采集存储部件接收统计分析部件发送的信息检索请求，并向其返回信息检索结果。接收资源管理部件将卫星数据接收地面站网各地面站的卫星接收资源和约束条件信息存储到信息采集存储部件。信息检索部件向信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收信息采集存储部件返回的信息检索结果。统计分析部件向信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收信息采集存储部件返回的信息检索结果，进而根据接收的信息检索结果对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供信息统计、趋势分析、报表输出与分发。

图4示出了本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统与相关业务系统之间自动化交互的示意图。本发明通过制定陆地观测卫星数据地面接收站网多卫星数据接收任务规划调度系统与相关业务系统之间的接口规范，使得多卫星数据接收任务规划调度系统与数据接收、数据记录、数据传输等其他业务系统的业务信息流程实现了自动化，具体体现在以下方面：

第一，陆地观测卫星数据地面接收站网的多卫星数据接收任务规划调度系统计划调度子系统卫星接收任务调度部件向数据接收、数据记录、数据传输等其他业务系统发送数据接收与记录任务、数据传输任务等任务类信息后，其他业务系统向任务运行监控子系统任务执行情况监视部件反馈任务确认，任务执行情况监视部件会自动将其他业务系统反馈的任务确认信息解析，并传给计划调度子系统的卫星接收任务调度部件和信息采集汇总子系统的信息采集存储部件。卫星接收任务调度部件将自动显示任务确认状态，系统使用人员也可以在信息检索部件中查到其他业务系统反馈的任务确认信息；

第二，其他业务系统在执行状态变化时(包括但不限于准备就绪、正在进行、完成、失败等)，将会自动把作业状态信息发送给运行监控子系统的任务执行情况监视部件，任务执行情况监视部件会自动将其他业务系统发送的作业状态信息解析，并传给计划调度子系统的卫星接收任务调度部件和信息采集汇总子系统的信息采集存储部件。

第三，计划调度子系统卫星接收任务调度部件可以向其他业务系统发送作业状态查询请求，其他业务系统在收到作业状态查询请求后，将会自动把作业状态信息发送给运行监控子系统的任务执行情况监视部件，任务执行情况监视部件会自动将其他业务系统发送的作业状态信息进行解析，并传给计划调度子系统的卫星接收任务调度部件和信息采集汇总子系统的信息采集存储部件。

第四，运行监控子系统的设备运行监视部件可以向其他业务系统发送系统综合状态查询请求，其他业务系统在收到系统综合状态查询请求后，将会自动把系统综合状态信息发送给运行监控子系统的任务执行情况监视部件，任务执行情况监视部件会通过界面显示信息，并自动将其他业务系统发送的系统综合状态信息进行解析，并传给信息采集汇总子系统的信息采集存储部件。

基于图2和图3所示的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，以下对本发明提供的陆地观测卫星数据地面接收站网的多卫星数据接收任务规划调度系统的工作流程进一步详细说明。

第一步，设置陆地观测卫星数据接收资源、传感器及地面接收站网资源约束信息。完成该项工作后，如果上述信息没有发生变化，则该步骤不需每次重复。

1)设置接收站信息：

Station1：经度；纬度；高程；天线编号；记录器编号；信道编号

Station2：经度；纬度；高程；天线编号；记录器编号；信道编号

StationN：经度；纬度；高程；天线编号；记录器编号；信道编号

2)设置陆地观测卫星与地面接收站网接收天线能力对应关系：

3)设置陆地观测卫星与地面接收站网接收信道能力对应关系：

4)设置陆地观测卫星与地面接收站网记录设备能力对应关系：

5)设置地面接收站网接收天线与信道间连接对应关系：

6)设置地面接收站网接收信道与记录设备间连接对应关系：

7)设置陆地观测卫星与地面接收站网接收天线选择顺序：

8)设置陆地观测卫星与地面接收站网记录设备选择顺序：

9)设置陆地观测卫星原始数据传输目的地：

第二步，设置陆地观测卫星原始数据缺省传输作业方式。

完成该项工作后，如果上述信息没有发生变化，则该步骤不需每次重复。

第三步，获取陆地观测卫星的最新轨道根数和数据接收计划。

监视、获取卫星管理机构发布的陆地观测卫星最新的轨道根数和数据接收计划。

第四步，解析处理陆地观测卫星轨道根数文件

从获取的陆地观测卫星轨道根数文件中解析提取卫星代号、历元时间、半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、平近点角等信息，在合理组织后存入数据库中。

第五步，解析处理陆地观测卫星数据接收计划文件。

从获取的陆地观测卫星数据接收计划文件中解析提取卫星名称、接收站名称、卫星轨道号、传感器、卫星下行通道、接收任务优先级别，卫星数据下行开始时间、卫星数据下行结束时间等信息，在合理组织后存入数据库中。

第六步，对指定时间范围内的陆地观测卫星数据接收计划进行任务规划。

1)设定进行任务规划的时间区间为[Ts，Te]，其中Ts为时间区间的开始时间，Te为时间区间的结束时间。

2)提取[Ts，Te]中所有的陆地观测卫星数据接收计划。设定每一条陆地观测卫星数据接收计划中的卫星数据下行开始时间为Tstrart，卫星数据下行结束时间为Tend，则卫星数据下行开始时间Tstrart和卫星数据下行结束时间Tend组成该数据接收计划的数据下行时间区间ΔT＝[Tstrart，Tend]。如ΔT与[Ts，Te]存在交集，则该数据接收计划满足卫星数据接收计划提取要求。所有满足卫星数据接收计划提取要求的接收计划组成时间区间[Ts，Te]内的计划全集A＝{ΔT1，ΔT2，...，ΔTn}。

3)查询卫星数据接收、记录、传输等设备的当前运行状态，将运行状态为“正常”的设备作为分配卫星数据接收、记录、传输的备选设备。

4)根据卫星数据接收任务规划调度的约束、规则与策略，通过智能优化搜索算法对时间区间[Ts，Te]内的计划全集A进行接收任务规划求解，生成任务规划开始时间到结束时间区间[Ts，Te]内的卫星接收任务规划方案。方案以卫星数据接收任务完成率最大化为目的，将每个卫星数据接收计划所需要的设备资源进行分配，确保满足接收任务规划调度的约束、规则与策略要求。

第七步，对卫星接收任务规划方案进行仿真检验。

1)仿真显示。将生成的[Ts，Te]内的卫星接收任务规划方案作为仿真想定输入，结合轨道计算结果进行任务规划方案的仿真显示。

2)仿真分析。根据轨道计算得出的各接收计划对应天线的5°以上接收仰角的时间范围([TS1s，TS1e]，[TS2s，TS2e]，...，[TSNs，TSNe])，验证卫星接收计划时间区间[Tstrart，Tend]是否在上述时间区间范围内。根据卫星数据接收任务规划调度的约束、规则与策略，对卫星接收任务规划方案进行分析验证。仿真分析结果分为两种情况：卫星接收任务规划方案可行；卫星接收任务规划方案不可行。

第八步，卫星接收任务规划方案审批。

对于仿真分析结果为不可行的接收任务规划方案进行审批驳回，修改卫星接收计划或设备资源，重新进行任务规划，生成卫星接收任务规划方案，直到仿真分析结果为可行为止。

对于仿真分析结果为可行的接收任务规划方案进行审批通过。

第九步，生成并下达卫星数据接收与记录任务、数据传输任务。

1)根据通过审批的[Ts，Te]内的卫星接收任务规划方案生成卫星数据接收与记录任务、数据传输任务。其中卫星数据接收与记录任务包括：卫星数据接收与记录任务单流水号、作业任务编号、卫星名称、轨道号、传感器、接收通道、接收天线、记录设备、接收开始时间、接收结束时间、作业方式等信息。数据传输任务包括卫星数据传输任务单流水号、作业任务编号、卫星名称、轨道号、数据源地址、原始数据文件名、数据传输目的地、数据传输开始时间、数据传输结束时间、作业方式等信息。

2)任务信息保存。

3)任务下达。将生成的卫星数据接收与记录任务、数据传输任务下达给到卫星数据接收系统、卫星数据记录系统和卫星数据传输系统，由其按照任务指定的设备和任务要求驱动相关设备执行卫星数据接收、记录和传输任务。

第十步，设备运行状态和任务执行情况采集。

在卫星数据接收系统、卫星数据记录系统和卫星数据传输系统执行任务过程中，自动采集各系统上报的设备运行状态和任务执行情况。

第十一步，任务执行结果审核确认。

根据采集汇总的卫星数据接收与记录任务、数据传输任务执行情况，将任务执行结果与任务要求进行审核。对执行结果满足要求的任务自动通过审核，任务闭环。对执行结果不满足要求的任务，由人工查找分析任务执行异常的原因，审核确认任务执行结果状态。

第十二步，信息检索与统计。

根据需要对计划、任务、执行情况、设备运行状态等信息进行检索，并显示检索结果。

根据需要对计划、任务、任务执行情况、设备运行状态等信息进行统计、趋势分析，并显示统计分析结果和报表。

本发明已经应用于实际应用，满足了卫星数据接收调度的需求。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

下表1至表3是以2014年1月14日卫星接收任务规划为例，说明本发明的实施效果，其中，表1是卫星接收计划，表2是接收与记录任务，表3是传输任务。2014年1月14日共有卫星数据接收计划40条，其中包括3个卫星数据接收站，11颗国内外遥感卫星接收计划。卫星数据接收任务运行管理系统自动完成了任务规划，共生成卫星数据接收与记录任务40条，卫星数据传输任务40条。任务规划时间段：2014-01-14 09:00:00～2014-01-15 09:00:00。经过卫星接收任务规划，规避了可能存在的卫星数据接收冲突，高效合理的综合利用了三个卫星数据接收站组成的接收站网接收资源。

表1卫星接收计划

表2接收与记录任务

表3传输任务

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，该任务规划调度系统包括计划调度子系统、运行监控子系统和信息采集汇总子系统，其中：

计划调度子系统，用于根据各陆地观测卫星数据接收计划，自动化统筹规划及生成地面接收站网内各接收站的卫星数据接收、记录和传输任务，并调度驱动各接收站执行相应任务；

运行监控子系统，用于实时监视地面接收站网各接收站的任务执行情况和设备运行状态；

信息采集汇总子系统，用于地面接收站网各任务信息和监视信息的采集和汇总，并提供信息的访问、存储、备份、查询检索和统计分析功能；

所述计划调度子系统包括信息传输处理部件、轨道计算部件、卫星接收任务规划部件、卫星接收任务调度部件和仿真分析部件，其中：

信息传输处理部件，用于完成该任务规划调度系统与外部系统之间的信息交换；

轨道计算部件，用于完成陆地观测卫星的轨道预报和星历计算；

卫星接收任务规划部件，用于根据卫星数据接收计划，结合接收资源、业务规则和约束条件进行统筹规划，对各地面接收站的任务和资源进行均衡分配和调整，形成合理优化的卫星数据接收、记录和传输任务规划方案；

卫星接收任务调度部件，用于生成卫星数据接收、记录和传输任务，完成卫星接收、记录和传输任务的调度及控制，监视任务的执行结果，对执行结果进行审核评价；

仿真分析部件，用于对卫星数据接收计划，接收、记录和传输任务规划方案进行模拟推演，对各类任务按照执行情况进行仿真推演展示或再现。

2.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述信息传输处理部件向所述轨道计算部件发送轨道根数，并向所述卫星接收任务调度部件发送卫星接收计划。

3.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述轨道计算部件接收所述信息传输处理部件发送的轨道根数，并向所述卫星接收任务调度部件发送卫星轨道根数；所述轨道计算部件在收到所述仿真分析部件发送的轨道计算请求后，向所述仿真分析部件反馈轨道计算结果。

4.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述卫星接收任务规划部件向所述信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件发送设备当前状态查询请求，接收所述信息采集存储部件反馈的设备当前状态信息、接收资源信息和约束条件信息；所述卫星接收任务规划部件接收所述卫星接收任务调度部件发送的卫星接收计划，并向所述卫星接收任务调度部件返回任务规划方案。

5.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述卫星接收任务调度部件接收所述信息传输处理部件发送的卫星接收计划；所述卫星接收任务调度部件向所述卫星接收任务规划部件发送卫星接收计划，并接收所述卫星接收任务规划部件返回的任务规划方案；所述卫星接收任务调度部件向所述仿真分析部件发送仿真想定，并接收所述仿真分析部件返回的仿真结果；所述卫星接收任务调度部件向所述信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件发送计划信息和任务信息。

6.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述仿真分析部件接收所述卫星接收任务调度部件发送的仿真想定，向所述卫星接收任务调度部件反馈仿真结果；所述仿真分析部件向所述轨道计算部件发送轨道计算请求，并接收所述轨道计算部件返回的轨道计算结果。

7.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述运行监控子系统包括任务执行情况监视部件和设备运行状态监视部件，其中：

任务执行情况监视部件，用于对卫星数据接收、记录、传输任务的执行过程和执行情况进行监视，并对监测到的任务异常进行警示；

设备运行状态监视部件，用于对地面接收站网各运行设备的工作状态进行监视，并对监测到的设备运行故障和警报进行警示。

8.根据权利要求7所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述任务执行情况监视部件分别将任务执行情况和任务执行结果发送到所述信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件和所述计划调度子系统中的卫星接收任务调度部件。

9.根据权利要求7所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述设备运行状态监视部件将设备运行状态信息发送到所述信息采集汇总子系统中的信息采集存储部件。

10.根据权利要求1所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述信息采集汇总子系统包括信息采集存储部件、接收资源管理、信息检索部件和统计分析部件，其中：

信息采集存储部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息进行采集、汇总和存储；

接收资源管理部件，用于对卫星接收站网各接收站的接收资源和约束条件进行编辑；

信息检索部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供综合查询检索；

统计分析部件，用于对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供信息统计、趋势分析、报表输出与分发。

11.根据权利要求10所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述信息采集存储部件收集所述计划调度子系统中的卫星接收任务调度部件发送的计划信息和任务信息、所述运行监视子系统中的设备运行状态监视部件发送的设备运行信息、以及所述运行监视子系统中的任务执行情况监视部件发送的任务执行情况信息；

所述信息采集存储部件接收所述计划调度子系统中的卫星接收任务规划部件发送的设备当前状态查询，并向其返回设备当前状态信息、接收资源信息和约束条件信息；

所述信息采集存储部件接收所述信息检索部件发送的信息检索请求，并向其返回信息检索结果；

所述信息采集存储部件接收所述统计分析部件发送的信息检索请求，并向其返回信息检索结果。

12.根据权利要求10所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述接收资源管理部件将卫星数据接收地面站网各地面站的卫星接收资源和约束条件信息存储到所述信息采集存储部件。

13.根据权利要求10所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述信息检索部件向所述信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收所述信息采集存储部件返回的信息检索结果。

14.根据权利要求10所述的陆地观测卫星数据地面接收站网的任务规划调度系统，其特征在于，所述统计分析部件向所述信息采集存储部件发送信息检索请求，并接收所述信息采集存储部件返回的信息检索结果，进而根据接收的信息检索结果对计划、任务、任务执行情况及设备运行状态信息提供信息统计、趋势分析、报表输出与分发。