CN105654220A - 一种多卫星联合观测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多卫星联合观测方法和系统，该方法包括：将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。本方案能够充分利用卫星的在轨的使用效能，扩展性和计算效率高，能够充分利用复杂的卫星资源执行复杂观测任务，达到多卫星联合观测快速任务规划执行的效果。

Description

一种多卫星联合观测方法及系统

技术领域

本发明属于卫星任务规划与调度领域，涉及一种多卫星联合观测方法及系统。

背景技术

卫星观测任务规划问题是一种基于特定约束的资源优化分配问题，即将有限的资源分配到不同的任务时间段上。其目的在于在指定条件下，完成尽可能多的卫星观测任务。多卫星任务规划是指在进行遥感技术应用之前，利用可用的卫星资源，为目标区域制定成像方案，使得在经过卫星成像之后，获取的卫星影像可以完全(或基本完全)覆盖目标区域，并且可以对目标区域进行相应的遥感应用。

多卫星联合观测，是指基于卫星的运行控制系统、测控系统和数据传输系统，调度和控制多颗卫星，综合利用多种成像卫星的不同载荷进行联合观测，难点在于满足极其复杂约束，并规划出用户满意的结果。

传统模式下，任务规划方法简单、可靠，对于单一载荷、工作模式简单、机动能力不强的单颗卫星非常有用。然而，一方面，随着卫星功能、性能，特别是姿态机动能力的快速提升，卫星成像模式、数据处理模式越来越复杂；另一方面，针对我国近期发生的“马航事件”和森林火险等情况，卫星观测的应用需求不断提高。传统的各个卫星“各自为政”的任务规划方法会造成卫星在轨的使用效能低。在规划流程中进行约束检查的方式造成计算效率低；而陈旧、单一的约束检查模式与传统卫星的特性紧密联系，这使得约束检查环节对性能越来越强大卫星不具备可扩展性。因此，现行多卫星联合观测方法无法匹配现在越来越复杂的卫星资源和观测任务。多卫星联合观测的快速任务规划已成为制约卫星使用效能的主要瓶颈因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多卫星联合观测方法及系统，以解决现有技术中，多卫星联合观测方法无法匹配现在越来越复杂的卫星资源和观测任务、制约卫星在轨的使用效能、扩展性差和计算效率低的缺陷，达到匹配强大性能的卫星、复杂的卫星资源和观测任务，实现多卫星联合观测的快速任务规划的功效。

为此，本发明提供的技术解决方案是：

一种多卫星联合观测方法，包括：

将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。

较佳的，在将观测任务根据设定策略分解为至少一个子任务之前，还包括：

判断是否存在待执行的观测任务，如果是，则加载卫星资源和该观测任务信息；否则，结束流程。

较佳的，所述的多卫星联合观测方法中：

所述子任务为多个具有触发机制的系列子任务。

较佳的，所述的多卫星联合观测方法，还包括：

当所述子任务无匹配卫星时，删除该子任务。

较佳的，所述的多卫星联合观测方法中：

所述评估原则包括优先级顺序准则、最短时间完成准则和/或原方案最小变更准则。

较佳的，所述的多卫星联合观测方法，所述约束包括：

任务约束、资源约束和/或卫星可见性约束。

较佳的，所述将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还括：

为所述匹配卫星设定任务调度结果的返回时限。

较佳的，所述将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还包括：

计算所述子任务的备选时间窗列表；

对所述子任务进行约束检查；若满足设定约束，则将所述子任务加入所述匹配卫星的已有任务列表。

较佳的，所述的多卫星联合观测方法，还包括：

当所述子任务的备选时间窗列表为空时；

按照预设的冲突规则，用所述子任务替换所述匹配卫星中优先级低的任务。

相应于上述方法，本发明还提供了一种多卫星联合观测系统，包括：

任务分解模块，用于将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

筛选模块，用于根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

任务匹配模块，用于将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

评估模块，用于根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

卫星选定模块，用于根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

任务执行模块，用于将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的多卫星联合观测方法和系统中，将多卫星任务规划分为两个层次，首先将任务观测任务分解为子任务后，通过对多个匹配卫星的任务调度结果的评估，选择最佳单个目标卫星作为执行任务的目标卫星，通过多个目标卫星分别执行各个子任务，实现了多个卫星联合执行观测任务，能够充分的利用卫星的性能和复杂资源。本方案能够充分利用卫星的在轨的使用效能，与传统的各卫星各自执行任务、单一约束的方案相比，本申请方案的扩展性和计算效率高，能够充分利用复杂的卫星资源执行复杂观测任务，达到多卫星联合观测快速任务规划执行的效果。

附图说明

图1为本发明提供的多卫星联合观测方法流程示意图；

图2为本发明提供的多卫星联合观测方法预处理流程示意图；

图3为本发明提供的任务分配和调度结果评估示意图；

图4为本发明提供的任务层面的评估指标示意图；

图5为本发明提供的卫星执行子任务的流程示意图；

图6为本发明提供的多卫星联合观测系统框架组成图。

具体实施方式

针对现有技术中，多卫星联合观测方法无法匹配现在越来越复杂的卫星资源和观测任务、制约卫星在轨的使用效能、扩展性差和计算效率低的缺陷，本申请实施例提供了一种多卫星联合观测方法，以达到匹配强大性能的卫星、复杂的卫星资源和观测任务，实现多卫星联合观测的快速任务规划的功效。

结合附图1所述的方法流程示意图，对本实施例作进一步说明，该方法包括以下步骤：

步骤S101，将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

复杂观测任务根据预先设定的策略，分解为一个或多个有一定触发机制的系列子任务，并将子任务描述为任务规划的标准形式——约束和指标。例如，移动目标搜索侦察、灾害预防和救助等卫星应用任务，要分解成有一定触发机制的一系列子任务链；区域侦照任务可以视为只包含一个子任务。

其中，针对不同的任务类型，可以有以下的分解设定策略：

(1)周期任务：同样的单次任务作为子任务多次下发，以时间为触发机制，周期任务由每次任务求和。每次子任务都作为一个区域任务处理。

(2)移动目标搜索任务：根据载荷的幅宽和分辨率，发布时序任务，以事件作为触发机制：下一次子任务的触发条件是上一次区域扫描已经完成或者发现目标；如果上一次子任务发现目标，则触发更换载荷进行追踪扫描的子任务；如果上一次子任务没有发现目标，则触发重新扫描的子任务。

(3)专题应用：根据逻辑线索，以时间和事件作为触发机制。根据载荷和分辨率，发布一级子任务，包括普通区域任务或周期任务或移动目标搜索等任务，再由该子任务分解成二级子任务。

此外，本实施例提供的多卫星联合观测方法中，在将观测任务根据设定策略分解为至少一个子任务之前，还可以包括：

判断是否存在待执行的观测任务，如果是，则加载卫星资源和该观测任务信息；否则，结束流程。

具体的，在执行步骤S101之前，可以检验是否存等待规划的观测任务，若存在则加载资源和任务，将该任务带入步骤S101执行求解，若不存在则结束流程。其中所述的加载资源和任务包括：已规划、未执行的方案，新的子任务，资源信息，规划条件，中继时间表，测控时间表，数传时间表等。

步骤S102，根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

本步骤中进行预处理，目的在于对子任务进行预处理后，根据预处理的结果，对子任务和具有完成子任务可能的卫星进行匹配。

参见图2所述的预处理流程示意图。步骤S102预处理的过程中，通过外部调用约束检查模块，筛选卫星、载荷和工作模式，初步计算时间窗口，删除无法执行的任务。

具体的，多卫星的集中规划器可以在收到新子任务后，加载卫星资源和任务列表，包括已规划任务、规划条件、资源信息、测控和接收时间表等，先进行预处理。预处理可以调用每一颗卫星的资源约束进行筛选，初步计算数传窗口和观测窗口。

本步骤中，需要加载资源和任务列表，对每一颗卫星的资源约束进行筛选，计算数传时间窗口和观测时间窗口；

其中在所述子任务无匹配卫星时，可以删除该子任务。

资源约束筛选要找出与所述子任务要求相冲突的任务，排除没有参与子任务能力的卫星，删除所有卫星都无法完成的子任务。这些冲突可以包括载荷冲突、分辨率冲突、数传时间窗冲突、观测时间窗冲突等。

步骤S103，将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

将步骤S102中，经过预处理的子任务和相应的卫星配对，发给所有有能力参与子任务的匹配卫星，并得到每颗匹配卫星返回的任务调度结果。

接到子任务的各匹配卫星根据各自已有任务列表进行调度，插入新任务并执行。

所述步骤S103中，在所述将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还可以包括：

为所述匹配卫星设定任务调度结果的返回时限。

本步骤中，可以预设任务调度结果的返回时限T，在该时间T内，各卫星应该返回调度结果以进行下一步评估，否则认为该卫星的子任务执行失败，不能参与下一步的评估和子任务的执行。

步骤S104，根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

参见图3所示的任务分配和调度结果评估示意图，本步骤中，判别各个匹配卫星的子任务完成情况，根据评价系统对任务的完成进行评估。评估在子任务层面进行，评价过程处理的对象是各匹配卫星完成所述子任务后反馈的任务规划指标，依据是所述子任务的指标和预设的评估原则。其中评估原则可以包括基本原则和可选原则，所述基本原则可以包括：优先级顺序准则、最短时间完成准则和/或原方案最小变更准则等，所述可选原则主要考虑任务完成情况、资源利用情况和综合收益等。具体可以参见实施例三中的详细描述。

步骤S105，根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

本步骤中，依据选定的评估原则，根据任务规划指标计算所规划出的子任务的收益。通常情况下，选择多个匹配卫星中任务调度结果最佳的卫星未所述子任务的目标卫星。

步骤S106，将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。

本步骤中，按照步骤S105中为子任务选定的目标卫星，将所述子任务签约给该目标卫星的指定载荷并分配相应的窗口；其他未被选中的卫星执行原有任务序列。最后生成每颗卫星新的任务列表，并分别执行对应任务，最终汇总各个目标卫星执行的各子任务，得到整体的观测任务的执行结果。

本步骤中，每颗目标卫星在接到所述子任务之后后，进行任务调度。单目标卫星进一步可以调用外部的约束排查模块，确定该卫星的工作模式，计算多个可行的观测窗口，根据观测窗口将子任务进一步分解为若干“准”元任务。这些“准”元任务作为单目标卫星任务调度的结果反馈到集中规划器进行整理。

本实施例提供的多卫星联合观测方法中，将多卫星任务规划分为两个层次，首先将任务观测任务分解为子任务后，通过对多个匹配卫星的任务调度结果的评估，选择最佳单个目标卫星作为执行任务的目标卫星，通过多个目标卫星分别执行各个子任务，实现了多个卫星联合执行观测任务，能够充分的利用卫星的性能和复杂资源。本方案能够充分利用卫星的在轨的使用效能，与传统的各卫星各自执行任务、单一约束的方案相比，本申请方案的扩展性和计算效率高，能够充分利用复杂的卫星资源执行复杂观测任务，达到多卫星联合观测快速任务规划执行的效果。

实施例二：

在实施例一步骤S102所述的根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选的基础上，本实施例提供了一种详细的资源约束筛选方法，具体的包括：

所述的资源约束筛选可以由外部的约束检查模块执行，在对地观测卫星调度过程中，这些约束条件可以包括任务约束、资源约束和综合约束三类。约束检查模块将不同卫星、不同任务的约束提取出来，按分类写成有统一格式的外部模块化的形式，方便进行外部调用。

以下对三类约束分别进行分析。

(一)任务约束，可以包括以下内容：

观测目标时间窗口：卫星绕地飞行有特定轨道，经过目标上空的时间是有限的。因此执行观测任务时有特定的时间窗口，在时间窗口之外无法观测目标。

开关机时长约束：如卫星对目标进行观测时需要满足一定的持续时间约束。

观测期限约束：在军事侦察、灾害预防等应用中，用户对目标的观测需求具有较强的时限性要求。因此，某些任务具有最早观测时间及最晚观测时间的约束。

任务的周期性要求：为便于比较地面目标的变化，用户会要求在特定时段内，对目标进行重复观测。

载荷和分辨率约束：对于某些任务，有一定的图像类型需求，必须指定载荷及相应分辨率。

卫星偏好、数传偏好：某些特别任务中，用户会指定某颗或某几颗卫星执行测控任务，或指定使用某个测控站或中继卫星进行数传。

逻辑约束：如卫星必须先对任务进行观测获得观测数据后，才能进行相应观测数据的传输，把这种逻辑上的限制称为逻辑约束。

动作次序约束：对于什么时间，由什么卫星执行何种动作有时序上的要求，比如搜索监测任务中，必须先通过宽幅卫星观测成像，获取目标后，再利用高分卫星追踪观测。

多卫星协同约束：对一个元任务，存在多颗卫星满足观测成像要求时，只要求其中一颗卫星执行任务。

复杂任务约束：一般面向特种任务要求，比如区域协同观测、移动目标侦察、防灾救灾专题应用等，通常可根据任务描述将之分解为前文所述各项任务约束。

(二)资源约束，可以包括以下内容：

(1)成像资源约束

a)卫星平台约束

能量与热约束：在进行任务规划时，需要考虑卫星能量(包括电能与热)对卫星观测活动的影响。

固存约束：包括存储容量限制、文件数目上限约束、随机存取数据的能力约束、记录码速率、回放码速率等。

机动性约束：包括连续侧摆次数、最大侧摆角度等。

b)卫星载荷约束

通用约束：包括载荷的视场角、幅宽，工作模式约束(有效载荷有实传、准实传、记录和回放四种正常业务工作模式及高分相机调焦模式和单载波模式两种特殊工作模式，在不同工作模式下，卫星的不同工作区域有不同姿态，相机不同访问角度)，指令模板的切换时间(成像模式之间的切换约束，开关机时间、侧摆时间等，具体表现为在两次连续的观测动作之间，卫星一般需要满足一定的动作切换时间)，多载荷协同工作约束(同一颗卫星上的多个载荷同时工作，占用的是同一个卫星平台)等。

特性约束：包括卫星载荷类型所具有的分辨率、幅宽等。

(2)数传资源约束

a)接收站资源约束：包括接收速率、天线切换时间等。

b)中继卫星数传约束：包括中继卫星接收时间表、接收速率、存储容量等。

(3)测控资源约束

a)测控站资源约束：包括测控站的遥控码速率、测控时间表等。

b)中继卫星测控约束：包括中继卫星测控时间表、遥控码速率等。

(4)动作唯一性约束：即不允许同一颗卫星执行的两个动作有时间上的交叉。

(二)综合约束，卫星的可见性约束，包括观测可见性、数传可见性和测控可见性等。

(1)观测可见性：卫星在与地面目标可见时，有些卫星载荷在特定条件下无法有效观测。因此卫星要在满足一定的观测条件下才能进行对地观测。对于不同载荷，观测可见性有所不同，例如对于可见光载荷，要考虑太阳高度角、云量、大气颗粒物(沙尘、雾、雨、雪、霾)等；对于红外载荷，要考虑云量等。

(2)数传可见性：包括地面站接收时间窗口约束(指卫星在与地面站可见并满足一定的接收条件下才能传输数据)，以及中继卫星数传时间窗约束(指可用的中继卫星数传时间)。

(3)测控可见性：包括测控站测控时间窗口约束(指卫星在与测控站可见并满足一定的测控条件下才能传输指令)，以及中继卫星测控时间窗约束(指可用的中继卫星测控时间)。

本实施例中，采用可以外部调用的插件约束检查模块进行资源约束筛选，在单个卫星的任务执行主流程中不必考虑卫星特性或任务特性造成的约束的差异，特别适用于载荷、轨道特性、测控、中继或数传资源等存在明显差异的约束复杂的多卫星群体，具有良好的通用性，并对未来性能更强大的卫星具有可扩展性。

实施例三：

在实施例一步骤S104所述的根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估的基础上，本实施例提供了一种详细的评估方法和指标，以应对更多更复杂的方案，得到最佳的评估结果，具体的，所述评估原则包括：

(一)基本原则，具体可以包括：

优先级顺序准则：当新增任务中存在一些高优先级任务或者一些突发事件带来的紧急任务时，必须优先保证这些任务的及时安排。

最短时间完成准则：动态调整对时效性要求较高。如果动态调整消耗的时间过长，由于卫星指令上传机会和安全性的限制，调整后的新规划方案将已经用处不大或完全失效。

原方案最小变更准则：当需要对方案进行动态调整时，应使调整后的方案与初始方案的变化尽可能小。

(二)可选原则，具体可以包括：

(1)任务完成情况，即：算法规划结果中的卫星观测方案、地面站跟踪接收方案对实际规划任务或者测试算例中的卫星观测任务、地面站跟踪接收任务的完成程度。规划算法应该使卫星观测获得尽可能高的综合效益，核心内容是“多”，有以下原则可选：

a)完成尽可能多的任务，或完成的观测覆盖率尽可能高；

b)完成重要性等级尽可能高的任务；

c)完成的任务收益尽可能高，收益可以是观测质量、任务完成时间等。

(2)资源利用情况，即：算法规划结果中的卫星观测方案、地面站跟踪接收方案对卫星和地面站的有效利用程度。规划算法应该使卫星观测资源和地面站跟踪接收资源在规划时段内获得充分、均衡的利用，核心内容是“少”，有以下原则可选：

a)对于单个任务，调用的资源尽可能少，包括尽可能少的观测次数、区域拆分、载荷消耗、用电和固存消耗等。

b)地面站资源尽可能充分利用，使各卫星有尽可能多的数据传输机会。卫星传输获得的信息越多，地面站资源的利用就越充分。

c)卫星资源尽可能均衡利用，即在获得尽可能多、尽可能重要的观测任务序列的同时，单个卫星所消耗的载荷能力越少越好，卫星间的负载分配越平均越好。尽量平均使用每颗卫星资源，尽量避免某颗卫星过度观测而其他卫星长期处于闲置状态。

本实施例中，评估在子任务层面进行，评价过程处理的对象是各卫星投标后反馈的任务规划指标，依据是所述子任务的指标和预设的评估原则。任务规划指标：任务规划综合考虑规划效果和算法效率，其中规划效果包括任务完成情况和资源利用情况两方面，如图4所示的任务层面的评估指标示意图所示。

任务层面的指标可以用来量化所选定的评估原则；子任务层面的指标经过适当运算可以得出任务层面的指标。由于任务分配在子任务层面展开，因此评估也在子任务层面展开。

本实施例提供多种不同类型的评估指标，评估策略和指标可根据用户需求等实际使用情况进行设置，在评估过程中考量了多方面的影响因素，可以应对更多更复杂的方案，得到最佳的评估结果，便于为子任务分配更合适的目标卫星执行，能够提高多卫星联合观测方法的执行效率和效果。

实施例四：

本申请中，单颗卫星的任务调度的过程是反复迭代过程，要不断进行约束检查和冲突检查，在上述实施例的基础上，本实施例提供了单颗卫星在接收到分配的子任务之后，执行该子任务的方法实施例。

具体的，所述的多卫星联合观测方法，在将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还可以包括：

计算所述子任务的备选时间窗列表；

对所述子任务进行约束检查；若满足设定约束，则将所述子任务加入所述匹配卫星的已有任务列表。

为了进一步的实现对子任务的快速高效处理，可以预先为各个子任务设置执行的优先级，因此，所述的多卫星联合观测方法还可以包括：

当所述子任务的备选时间窗列表为空时；

按照预设的规则冲突，用所述子任务替换所述匹配卫星中优先级低的任务。

以下为结合上述方法提供的具体的实施方式，参见图5所示的流程示意图，所述卫星执行子任务的流程可包括以下步骤：

步骤(一)：加载所述卫星已有任务列表和可用资源列表。

步骤(二)：加载该卫星分配到的新子任务。

步骤(三)：为所述新的子任务计算所有可能的时间窗口，得到“备选时间窗列表a”。

步骤(四)：冲突检查：将“备选时间窗列表a”与已有任务列表进行对比，依次删掉“备选时间窗列表a”中被已有任务占用的时间窗，生成“备选时间窗列表b”。若“备选时间窗列表b”不为空，则转向步骤(五)；否则，若“备选时间窗列表b”为空，则转向步骤(七)。

步骤(五)：约束检查：新任务标记为“待插入任务”，并将之插入“备选时间窗列表b”中最近的时间窗口，然后进行约束检查。若满足所有约束，则在已有任务列表中插入“待插入任务”，更新已有任务列表，转向步骤(八)；若不能满足约束，则将不能满足约束的时间窗口从“备选时间窗列表b”中删除，转向步骤(六)。

步骤(六)：若“备选时间窗列表b”非空，则返回步骤(五)；否则，“备选时间窗列表b”为空，则转向步骤(七)。

步骤(七)：恢复“备选时间窗列表a”，按照预定规则冲突掉一个比新任务优先级低的原有任务，更新已有任务列表，被冲突掉的任务标记为“新任务”。然后转向步骤(四)。

步骤(八)：判断是否存在“新任务”，若不存在“新任务”，则返回调度结果并结束；否则，转向步骤(九)。

步骤(九)：判断任务失败：根据预定规则，若“新任务”不能冲突掉任何已有任务，则返回结果，记为“任务失败”并结束；否则，转向步骤(三)。

根据以上步骤得到的任务列表不直接用来参与接下来的评估，还要根据新的任务列表计算其子任务的各项指标，并将之折算成任务收益。每颗卫星的新任务时序列表以及根据列表算得的收益一起构成了评估内容——也就是评估处理的对象。

本实施例提供的上述方法，为单颗卫星的提供的反复迭代的任务调度的过程，通过不断进行约束检查和冲突检查，针对卫星任务调度(或插入)的复杂性提供了快速有效的调度方法，可以为子任务选择最佳的执行卫星，缩短任务规划和执行的时间，提高观测任务的执行效率。

实施例五：

相应于上述实施例提供的方法，本实施例还提供了一种多卫星联合观测系统，如图6所示的系统框架组成图，包括以下模块：

任务分解模块601，用于将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

筛选模块602，用于根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

任务匹配模块603，用于将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

评估模块604，用于根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

卫星选定模块605，用于根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

任务执行模块606，用于将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。

本实施例为实施例一、二、三、四对应的装置实施例，其类同之处相互参见即可，在此不再赘述。

本发明提供的多卫星联合观测系统中，将多卫星任务规划分为两个层次，首先将任务观测任务分解为子任务后，通过对多个匹配卫星的任务调度结果的评估，选择最佳单个目标卫星作为执行任务的目标卫星，通过多个目标卫星分别执行各个子任务，实现了多个卫星联合执行观测任务，能够充分的利用卫星的性能和复杂资源。本方案能够充分利用卫星的在轨的使用效能，与传统的各卫星各自执行任务、单一约束的方案相比，本实施例所述的系统的扩展性和计算效率高，能够充分利用复杂的卫星资源执行复杂观测任务，达到多卫星联合观测快速任务规划执行的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多卫星联合观测方法，其特征在于，包括：

将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。

2.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，在将观测任务根据设定策略分解为至少一个子任务之前，还包括：

判断是否存在待执行的观测任务，如果是，则加载卫星资源和该观测任务信息；否则，结束流程。

3.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于：

所述子任务为多个具有触发机制的系列子任务。

4.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，还包括：

当所述子任务无匹配卫星时，删除该子任务。

5.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于：

所述评估原则包括优先级顺序准则、最短时间完成准则和/或原方案最小变更准则。

6.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，所述约束包括：

任务约束、资源约束和/或卫星可见性约束。

7.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，所述将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还括：

为所述匹配卫星设定任务调度结果的返回时限。

8.根据权利要求1所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，所述将所述子任务发送给其匹配卫星之后，还包括：

计算所述子任务的备选时间窗列表；

对所述子任务进行约束检查；若满足设定约束，则将所述子任务加入所述匹配卫星的已有任务列表。

9.根据权利要求8所述的多卫星联合观测方法，其特征在于，还包括：

当所述子任务的备选时间窗列表为空时；

按照预设的冲突规则用所述子任务替换所述匹配卫星中优先级低的任务。

10.一种多卫星联合观测系统，其特征在于，包括：

任务分解模块，用于将观测任务根据设定策略分解为子任务，所述子任务对应有约束和指标；

筛选模块，用于根据卫星资源和所述子任务的约束进行资源约束筛选，得到所述子任务的匹配卫星；

任务匹配模块，用于将所述子任务发送给其匹配卫星，得到所述匹配卫星返回的任务调度结果；

评估模块，用于根据所述子任务的指标和预设的评估原则对所述任务调度结果进行评估；

卫星选定模块，用于根据评估结果从所述匹配卫星中确定该子任务对应的目标卫星；

任务执行模块，用于将所述子任务分配给其对应的目标卫星执行。