CN112363715B - 卫星自主任务规划代码编写方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星自主任务规划代码编写方法、装置及可读存储介质，其中，方法包括：对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。本发明能够加强在轨卫星实时、自主、连续执行任务规划的功能，提高卫星运行及使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及卫星任务管理技术领域，尤其涉及一种卫星自主任务规划代码编写方法、装置及可读存储介质。
背景技术
传统卫星在轨任务管理，一般由地面工程师制定运行方案，经由上行链路传至卫星，完成目标观测和数据下传等任务。但当前卫星任务越来越复杂，需要时刻面对突发应急情况和运行环境的变化，只依靠地面管控中心进行卫星任务调度很难胜任常态化动态观测需求的工作。另外传统方法的任务规划信息上注量大，增加了通信链路的信息传输压力。随着我国空间事业的发展，卫星数量逐渐增多，在轨观测任务越来越多，卫星的载荷能力不断提升，卫星的响应时间要求在不断缩短，靠人工对卫星任务进行规划已远远满足不了新形势下的需要。
发明内容
本发明实施例提供一种卫星自主任务规划代码编写方法、装置及可读存储介质，加强在轨卫星实时、自主、连续执行任务规划的功能，提高卫星运行及使用效率。
第一方面，本发明实施例提供一种卫星自主任务规划代码编写方法，包括：
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。
可选的，预先构建任务规划知识库，包括：
根据历史任务规划数据确定任务模式以及载荷信息；
根据所述任务模式构建对应规划任务的程序框架，以获得任务模式知识库；
根据所述任务模式以及所述载荷信息确定对应的载荷参数配置，以获得载荷参数配置知识库。
可选的，预先构建任务规划知识库，还包括：
根据历史卫星载荷模型建立卫星在执行任务过程中对应的代码调用单元；
根据所述历史卫星载荷模型以及所述代码调用单元构建载荷模型知识库。
可选的，对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，包括：
根据预先划分的优先级对所述任务需求进行优先级排序。
可选的，对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，还包括：
基于所述任务需求确定卫星观测过程的时刻占用；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件。
可选的，根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件，包括：
将现存任务的时刻占用从时间窗口中剪裁掉；
根据预先确定的约束条件通过剪裁后的时间窗口对所述时刻占用进行事件编排；
根据事件编排结果中收益最高的规划方案生成任务规划文件。
可选的，根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码，包括：
根据所述任务规划文件的语义解释结果和所述载荷参数配置书写对应的载荷操作代码；
将所述载荷操作代码插入所述程序框架，以获得任务规划程序代码。
第二方面，本发明实施例提供一种卫星自主任务规划代码编写装置，包括：
规划模块，用于对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
关联模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
数据处理模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的方法的步骤。
本发明实施例通过对接收的任务需求进行任务规划，根据任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配出的载荷参数配置以及程序框架确定任务规划程序代码，加强在轨卫星实时、自主、连续执行任务规划的功能，可以减轻人工任务规划工作量，提高卫星运行及使用效率，取得了积极的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明第一实施例流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
本发明第一实施例提供一种卫星自主任务规划代码编写方法，如图1所示，包括以下具体步骤：
S101、对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
S102、根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
S103、根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。
本发明实施例方法可以应用在星载计算机中，本实施例通过对接收的任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配出的载荷参数配置以及程序框架确定任务规划程序代码，加强在轨卫星实时、自主、连续执行任务规划的功能，可以减轻人工任务规划工作量，提高卫星运行及使用效率。
可选的，预先构建任务规划知识库，包括：
根据历史任务规划数据确定任务模式以及载荷信息；
根据所述任务模式构建对应规划任务的程序框架，以获得任务模式知识库；
根据所述任务模式以及所述载荷信息确定对应的载荷参数配置，以获得载荷参数配置知识库。
具体地说，建立任务规划知识库，包括建立任务模式知识库和载荷参数配置知识库，具体包括以下几个步骤：
从历史任务规划数据中学习任务模式知识，并根据不同类别的任务模式构建对应规划任务的程序代码框架。不同类别的任务模式及其对应程序框架构成任务模式知识库。
从历史任务规划数据中学习卫星载荷参数配置知识，根据不同的任务模式及卫星上载荷情况生成对应的载荷参数配置文件。所有的载荷参数配置数据构成了载荷参数配置知识库。
可选的，预先构建任务规划知识库，还包括：
根据历史卫星载荷模型建立卫星在执行任务过程中对应的代码调用单元；
根据所述历史卫星载荷模型以及所述代码调用单元构建载荷模型知识库。
具体地说，在本实施例中建立任务规划知识库，还包括载荷模型知识库，可以根据各类卫星载荷模型构建在任务执行过程中对应的代码调用单元。利用载荷模型和对应的代码单元构成载荷模型知识库。
可选的，对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，包括：
根据预先划分的优先级对所述任务需求进行优先级排序。
具体地说，在完成构建任务规划知识库之后，接收上传的任务需求，星载计算机接收到上传的任务需求后，对任务需求进行预处理和优先级排序。其中对任务需求进行预处理可以包括确定卫星轨道预报算法、太阳矢量计算、地理坐标系与惯性系转换矩阵计算。
本实施例中优先级的划分可以是根据观测目标的紧急程度和重要程度，例如根据目标的重要程度将其划分为特别重要、重要、一般3个级别。根据目标的紧急程度，将其划分为紧急、高、一般3个级别。由此结合重要程度和紧急程度，可以将目标优先级划分为9个级别，其中优先级最高的为特别重要且紧急的目标，当然也可以采取其他的优先级排序方式，在此不一一列举。
可选的，对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，还包括：
基于所述任务需求确定卫星观测过程的时刻占用；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件。
本实施例中进一步完成卫星成像控制过程注入和卫星成像图片下传测控资源与时间确定，由此来确定卫星观测过程的时刻占用，具体的时刻占用可以包括观测任务时间段和回传任务时间段，然后根据时刻占用进行事件编排。
可选的，根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件，包括：
将现存任务的时刻占用从时间窗口中剪裁掉；
根据预先确定的约束条件通过剪裁后的时间窗口对所述时刻占用进行事件编排；
根据事件编排结果中收益最高的规划方案生成任务规划文件。
本实施例中在确定时刻占用过程中，为了避免不同的任务在时间上发生重叠，也即为了避免当前任务与现存任务发生时间冲突，本实施例中可以将已被占用的时间段从时间窗口中剪裁掉，在确认完成后可以选择最早可用的时间窗口作为任务的执行任务的时间段。
在确定当前任务需求对应的执行时间段之后，执行事件编排，事件编排过程中可以根据预先确定的约束条件来进行，其中约束条件可以是固存约束和姿态转换约束，根据确定的任务时段判断是否违反固存约束和姿态转换约束。
对编排获得的任务规划方案进行收益计算，选取收益最高的规划方案作为最终的规划结果，生成最终的任务规划文件。
可选的，根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码，包括：
根据所述任务规划文件的语义解释结果和所述载荷参数配置书写对应的载荷操作代码；
将所述载荷操作代码插入所述程序框架，以获得任务规划程序代码。
在获得任务规划文件之后，对任务规划结果文件进行语义解释，选择任务规划模式程序框架、对应载荷参数配置要求、载荷操作代码模块，构成最终任务规划程序代码。具体包括以下几个步骤：
确定任务规划文件中的语义要素解释。
根据任务规划语义解释结果选择当前任务规划模式对应的程序框架以及对应载荷参数配置要求。
根据语义解释结果以及载荷参数配置书写对应的载荷操作代码模块，并将代码模块插入任务规划模式的程序框架，构成最终任务规划程序代码。
本发明实施例可以根据当前所处环境条件，星载计算机依据载荷工作参数使用条件和约束规则，自动对计划参数优化配置，以实现计划的智能编排。研究载荷参数配置知识抽取与融合技术，通过对历史计划数据分析与知识抽取，将其与邻域知识和专家经验进行知识融合得到载荷参数配置知识库。实现根据目标的空间信息、时间信息、遥感器信息和用户要求等对载荷参数进行智能配置。
与现有的地面预先注入指令来执行卫星遥感任务设计相比，本发明具有星上任务执行的自主判断和自动编写代码的功能。本发明是一种基于人工智能的卫星自主任务规划代码自动编写技术，对提高卫星工作效率和自主规划能力、节约地面测控资源具有十分重要的意义。
实施例二
本发明第二实施例提供一种卫星自主任务规划代码编写装置，包括：
规划模块，用于对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
关联模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
数据处理模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。
本发明实施例装置可以应用在星载计算机中，本实施例通过对接收的任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配出的载荷参数配置以及程序框架确定任务规划程序代码，加强在轨卫星实时、自主、连续执行任务规划的功能，可以减轻人工任务规划工作量，提高卫星运行及使用效率。
与现有的地面预先注入指令来执行卫星遥感任务设计相比，本发明具有星上任务执行的自主判断和自动编写代码的功能。本发明对提高卫星工作效率和自主规划能力、节约地面测控资源具有十分重要的意义。
实施例三
本发明第三实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的方法的步骤。
在一个可选的实施例中所述计算机程序被处理器执行时实现：
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (6)
1.一种卫星自主任务规划代码编写方法，其特征在于，包括：
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码；
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，包括：
根据预先划分的优先级对所述任务需求进行优先级排序；
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，还包括：
基于所述任务需求确定卫星观测过程的时刻占用；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件，包括：
将现存任务的时刻占用从时间窗口中剪裁掉；
根据预先确定的约束条件通过剪裁后的时间窗口对所述时刻占用进行事件编排；
根据事件编排结果中收益最高的规划方案生成任务规划文件。
2.如权利要求1所述的卫星自主任务规划代码编写方法，其特征在于，预先构建任务规划知识库，包括：
根据历史任务规划数据确定任务模式以及载荷信息；
根据所述任务模式构建对应规划任务的程序框架，以获得任务模式知识库；
根据所述任务模式以及所述载荷信息确定对应的载荷参数配置，以获得载荷参数配置知识库。
3.如权利要求2所述的卫星自主任务规划代码编写方法，其特征在于，预先构建任务规划知识库，还包括：
根据历史卫星载荷模型建立卫星在执行任务过程中对应的代码调用单元；
根据所述历史卫星载荷模型以及所述代码调用单元构建载荷模型知识库。
4.如权利要求1-3任一项所述的卫星自主任务规划代码编写方法，其特征在于，根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码，包括：
根据所述任务规划文件的语义解释结果和所述载荷参数配置书写对应的载荷操作代码；
将所述载荷操作代码插入所述程序框架，以获得任务规划程序代码。
5.一种卫星自主任务规划代码编写装置，其特征在于，包括：
规划模块，用于对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件；
关联模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果基于预先构建的任务规划知识库进行匹配，以获得程序框架以及对应的载荷参数配置；
数据处理模块，用于根据所述任务规划文件的语义解释结果、所述载荷参数配置以及所述程序框架确定任务规划程序代码；
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，包括：
根据预先划分的优先级对所述任务需求进行优先级排序；
对接收的任务需求进行任务规划，以获得任务规划文件，还包括：
基于所述任务需求确定卫星观测过程的时刻占用；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件；
根据所述时刻占用进行事件编排，以获得任务规划文件，包括：
将现存任务的时刻占用从时间窗口中剪裁掉；
根据预先确定的约束条件通过剪裁后的时间窗口对所述时刻占用进行事件编排；
根据事件编排结果中收益最高的规划方案生成任务规划文件。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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