CN112633643B - 多星多站任务调度方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多星多站任务调度方法和系统，涉及卫星调度技术领域。本发明实施例根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

Description

多星多站任务调度方法和系统

技术领域

本发明涉及卫星调度技术领域，具体涉及一种多星多站任务调度方法和系统。

背景技术

多星多站集成调度涉及到多颗卫星、多个观测任务、多个地面站，是指在综合考虑卫星资源能力、地面接收站资源能力和用户需求的基础上，将资源无冲突地分配给相互竞争的多个需求对应的成像任务和数据下传任务，并确定各个任务的起止时间，以最大限度地满足用户的需求。

多星多站集成调度与单星调度相比，其主要区别在于，可能有多颗卫星对同一观测任务都有成像能力，因此观测任务的安排有更多选择。相对于非敏捷卫星只能在飞过目标上方才能成像的限制，敏捷卫星具有灵活的姿态机动能力，可以在前视、正视、后视情况下对目标进行成像，因而对成像时刻的选择有更多可能。规划需要考虑约束多，卫星机动活动等会消耗卫星能量，同一卫星先后对不同任务成像时还需预留足够的转换时间，对求解效率和效果提出了新的要求。

目前文献中已有以成像卫星为主的观测卫星调度问题求解技术，但它们主要针对的是独立的单颗卫星，而且重点考虑的是观测活动的安排。现有的敏捷卫星对目标成像在求解方法上多采用启发式或超启发式算法，求解搜索空间过大，求解效果差和效率低下。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多星多站任务调度方法和系统，解决了现有敏捷卫星对目标成像求解搜索空间过大的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多星多站任务调度方法，包括：

S1、根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

S2、计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

S3、根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

优选的，所述多星多站任务调度方法，还包括：

S4、遍历所述满足任务截止时间的可见时间窗集合，得到满足成像质量要求的观测时间窗集合，并删除其中与现有下传调度方案相冲突的观测时间窗；

S5、根据剩余的满足成像质量要求的观测时间窗集合，计算任务的必要度，选定必要度低高的任务进行观测；

S6、选定任务后，计算满足成像质量要求的观测时间窗的竞争度，选定竞争度低的满足成像质量要求的观测时间窗为观测区间；

S7、检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案；否则，转入S5。

优选的，所述步骤S1具体包括：

S10、根据用户要求的成像请求的截止时间，计算任务最晚下传开始时间；

S11、根据任务最晚下传开始时间，确定任务最晚观测开始时间。

优选的，所述步骤S10中确定计算任务最晚下传开始时间，采用如下公式：

ds_i＝de_i-t_d (2)

其中，公式(1)表示用户要求的成像请求的截止时间

设为任务最晚下传结束时间de_i的上界，ds_i表示任务最晚下传开始时间，t_d表示数据下传持续时间，

表示卫星下传数据量，v表示下传速率；

和/或所述步骤S11中确定任务最晚观测开始时间，采用如下公式：

oe_ij≤ds_i (4)

os_ij＝oe_ij-dⁱ (5)

其中，公式(4)表示任务最晚下传开始时间ds_i不早于任务最晚观测结束时间oe_ij，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长。

优选的，所述步骤S2具体包括：

计算任务t_i在观测卫星S_j上第k个轨道圈次上的可见时间窗VW_ij ^k，并将所述可见时间窗进行离散，得到：

VW_ij ^k＝{vw^k1 _il，...，vw^kl _il，...，vw^kw _ij} (6)

其中，第l个可见时间窗表示为vw^kl _ij＝(vs^kl _ij，ve^kl _ij)，

表示可见时间窗的长度。

优选的，所述步骤S3中从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗是指：

选择可用的时间窗vw^kl _ij＝(vs^kl _ij，ve^kl _ij)应满足：

vs^kl _ij≤os_ij≤os_ij+dⁱ≤ve^kl _ij (7)

其中，vs^kl _ij表示可用的时间窗的开始时间，ve^kl _ij表示可用的时间窗的结束时间，os_ij表示任务t_i最晚观测开始时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长；

得到满足任务截止时间的可见时间窗集合

优选的，所述步骤S4中成像质量要求是指：

其中，q_i(h_i)表示成像质量要求，

表示在观测时间窗内所能达到的最低成像质量水平，

表示在观测时间窗内所能达到的最高成像质量水平，h_i表示目标观测时刻，h_i∈[os^kl _ij，oe^kl _ij-dⁱ]，os^kl _ij表示任务最晚观测开始时间，oe^kl _ij表示任务最晚观测结束时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长，ow^kl* _ij表示在观测时间窗内最佳成像质量的时刻，

面对不同成像质量要求的用户请求，任务规划必须要满足最低成像质量要求q_i(0)，即

优选的，所述步骤S5中任务的必要度是指：

其中，Ur(i)表示任务的必要度，p_i是任务的优先级，n_i(t)是任务t_i在当前时刻t对应的剩余的满足成像质量要求的观测时间窗个数。

优选的，所述步骤S6中观测时间窗的竞争度是指：

其中，Cont(OW_ij ^k)表示观测时间窗的竞争度，o∈O_t(OW_i′j ^k′)表示在当前时刻t，观测卫星S_j在任务t_i的时间窗内所有可能被观测的任务t_i′的集合，OW_i′j ^k′表示任务t_i′在观测卫星S_j的第k′个轨道圈次被观测，p_i′表示不能被观测的任务t_i′的优先级。

优选的，所述步骤S7中检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案，具体包括：

检验观测卫星S_j对第m个地面站进行任务t_i下传开始时间不早于任务t_i在观测卫星S_j上的观测结束时间，

和/或检验观测卫星S_j在观测第i个目标后的星上存储不能超过观测卫星的最大剩余存储容量；

和/或检验观测卫星S_j在同一轨道圈次先后对不同目标成像，要有足够的转换时间；

和/或检验观测卫星S_j的观测活动和数传活动消耗的能量不能超过最大范围；

将满足上述要求的所述剩余的满足成像质量要求的观测时间窗放入已规划任务集合中，若遍历完成，最终生成任务规划方案。

一种多星多站任务调度系统，包括：

确定模块，用于根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

计算模块，用于计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

选择模块，用于根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

(三)有益效果

本发明提供了一种多星多站任务调度方法和系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施里提供的一种多星多站任务调度方法流程示意图；

图2为本发明实施里提供的一种多星多站任务调度系统结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例通过提供一种多星多站任务调度方法和系统，解决了现有敏捷卫星对目标成像求解搜索空间过大的技术问题，通过减小时间复杂度，实现了改善求解效果和提高求解效率的有益效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种多星多站任务调度方法，包括：

S1、根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

S2、计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

S3、根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

本发明实施例基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

实施例1：

第一方面，如图1所示，本发明实施例提供了一种多星多站任务调度方法，具体包括：

S1、根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，包括：

S10、根据用户要求的成像请求的截止时间，计算任务最晚下传开始时间，采用如下公式：

ds_i＝de_i-t_d (2)

其中，公式(1)表示用户要求的成像请求的截止时间

设为任务最晚下传结束时间de_i的上界，ds_i表示任务最晚下传开始时间，t_d表示数据下传持续时间，

表示卫星下传数据量，v表示下传速率；

S11、根据任务最晚下传开始时间，确定任务最晚观测开始时间，采用如下公式：

oe_ij≤ds_i (4)

os_ij＝oe_ij-dⁱ (5)

其中，公式(4)表示任务最晚下传开始时间ds_i不早于任务最晚观测结束时间oe_ij，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长。

S2、计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，具体包括：

计算任务t_i在观测卫星S_j上第k个轨道圈次上的可见时间窗VW_ij ^k，并将所述可见时间窗进行离散，得到：

VW_ij ^k＝{vw^k1 _ij，...，vw^kl _ij，...，vw^kw _ij} (6)

其中，第l个可见时间窗表示为vw^kl _ij＝(vs^kl _ij，ve^kl _ij)，

表示可见时间窗的长度。

S3、根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

所述从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗是指：

选择可用的时间窗vw^kl _ij＝(vs^kl _ij，ve^kl _ij)应满足：

vs^kl _ij≤os_ij≤os_ij+dⁱ≤ve^kl _ij (7)

其中，vs^kl _ij表示可用的时间窗的开始时间，ve^kl _ij表示可用的时间窗的结束时间，os_ij表示任务t_i最晚观测开始时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长。

得到满足任务截止时间的可见时间窗集合

敏捷卫星具有侧摆、俯仰、偏航三种姿态机动能力，可在前视、正视、后视情况下对目标进行成像，因而有比较长的可见时间窗，在这一时间窗内卫星侧摆、偏航角度变化小，因而仅考虑俯仰角的变化。

S4、遍历所述满足任务截止时间的可见时间窗集合，得到满足成像质量要求的观测时间窗集合，并删除其中与现有下传调度方案相冲突的观测时间窗。

卫星对点目标的观测时间窗是可见时间窗内的连续变量，一般认为在可见时间窗的中心位置成像的质量最高。

所述成像质量要求是指：

其中，q_i(h_i)表示成像质量要求，

表示在观测时间窗内所能达到的最低成像质量水平，

表示在观测时间窗内所能达到的最高成像质量水平，h_i表示目标观测时刻，h_i∈[os^kl _ij，oe^kl _ij-dⁱ]，os^kl _ij表示任务最晚观测开始时间，oe^kl _ij表示任务最晚观测结束时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长，ow^kl* _ij表示在观测时间窗内最佳成像质量的时刻，

面对不同成像质量要求的用户请求，任务规划必须要满足最低成像质量要求q_i(0)，即

本发明实施例定义了成像质量，计算出符合要求的观测时间窗，进一步缩小求解区间，提高求解效率。

S5、根据剩余的满足成像质量要求的观测时间窗集合，计算任务的必要度，选定必要度高的任务进行观测。

计算任务的必要度，降序排列。原则上优先安排高优先级任务，当任务优先级相同时，优先选择观测机会少的任务，观测机会可用观测时间窗个数来度量，故定义任务必要度如下：

其中，Ur(i)表示任务的必要度，p_i是任务的优先级，n_i(t)是任务t_i在当前时刻t对应的剩余的满足成像质量要求的观测时间窗个数。

任务必要度越高，表示该任务的优先级越高，或者剩余观测机会越少，优先考虑安排。

S6、选定任务后，计算满足成像质量要求的观测时间窗的竞争度，选定竞争度低的满足成像质量要求的观测时间窗为观测区间。

选定任务后，可能有多个可用观测时间窗，某一观测时间窗可能和其他任务观测时间窗有重叠，产生竞争，定义竞争度：

其中，Con_t(OW_ij ^k)表示观测时间窗的竞争度，o∈O_t(OW_i′j ^k′)表示在当前时刻t，观测卫星S_j在任务t_i的时间窗内所有可能被观测的任务t_i′的集合，OW_i′j ^k′表示任务t_i′在观测卫星S_j的第k′个轨道圈次被观测，p_i′表示不能被观测的任务t_i′的优先级。

时间窗竞争度越大，表明该时间窗口可以被较多未调度任务选用，优先选用竞争度低的时间窗，有利于卫星之间任务负载均衡。

本发明实施例针对成像任务优先级级别不同，多任务观测时间窗可能重叠产生冲突的难题，定义任务必要度，衡量任务观测机会，优先安排机会少的任务；定义观测时间窗竞争度，优先选用竞争度低的时间窗，考虑到观测效益的同时也有利于平衡卫星资源。

S7、检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案；否则，转入S5，具体包括：

(1)检验观测卫星S_j对第m个地面站进行任务t_i下传开始时间不早于任务t_i在观测卫星S_j上的观测结束时间。

即检验观测时间窗、下传时间窗约束。观测卫星S_j对第m个地面站进行数据下传开始时间不早于任务t_i在观测卫星S_j上的观测结束时间，即oe^kl _ij≤ds^k _mj。

(2)检验观测卫星S_j在观测第i个目标后的星上存储不能超过观测卫星的最大剩余存储容量。

即检验卫星实时星上存储约束。观测卫星S_j在观测第i个目标后的星上存储不能超过观测卫星的最大剩余存储容量，即

其中：

M_j表示卫星S_j的最大剩余存储容量

c^k _ji表示卫星S_j在观测第i个目标后的星上存储，m₀表示观测一个点目标所需要的存储量，x_k ^ij表示二元变量，为1表示任务t_i在卫星S_j第k个轨道圈次被观测，否则为0。

(3)检验观测卫星S_j在同一轨道圈次先后对不同目标成像，要有足够的转换时间。

即检验紧后观测任务过渡时间约束。卫星在同一轨道圈次先后对不同目标成像，要有足够的转换时间：

其中p^k _ii’j表示二元变量，为1表示任务t_i’是任务t_i的紧后任务且都在观测卫星S_j的第k个轨道圈次被观测，否则为0，观测卫星S_j观测完任务t_i调整到能够观测任务t_i’之间的转换时间

θ_ii’是卫星转过的俯仰角，ω_j是卫星姿态机动角速度，l₁、l₂分别表示两个相邻的可见时间窗。

(4)检验观测卫星S_j的观测活动和数传活动消耗的能量不能超过最大范围。

即检验观测卫星在单个轨道圈次上的能量约束。观测活动和数传活动消耗的能量不能超过最大范围：

其中，e_j表示卫星S_j在单位时间进行观测任务或下传任务所消耗的能量，E_j0表示卫星S_j在单个轨道圈次上可消耗的最大能量，N_T表示观测任务的总数，N_G是地面站总数，x_k ^ij表示二元变量，为1表示任务t_i在卫星S_j第k个轨道圈次被观测，否则为0，y_k ^mj表示二元变量，为1时表明卫星S_j在其第k个轨道圈次可对地面站m进行数据下传，否则为0，O_j ^N表示将规划周期T按步长T/O_j ^N划分为O_j ^N个轨道圈次。

将满足上述要求的所述剩余的满足成像质量要求的观测时间窗放入已规划任务集合中，若遍历完成，最终生成任务规划方案。否则转入步骤S5。

第二方面，如图2所示，本发明实施例提供了一种多星多站任务调度系统，包括：

确定模块，用于根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

计算模块，用于计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

选择模块，用于根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。

可理解的是，本发明实施例提供的星多站任务调度系统与本发明实施例提供的星多站任务调度方法相对应，其有关内容的解释、举例和有益效果等部分可以参考星多站任务调度方法中的相应部分，此处不再赘述。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、本发明实施例根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间，计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散，根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合。基于任务截止时间计算任务最晚下传结束时间，进而计算任务最晚观测开始时间，缩小敏捷卫星对目标成像的求解搜索空间，减小时间复杂度改善了求解效果，提高求解效率。

2、本发明实施例定义了成像质量，计算出符合要求的观测时间窗，进一步缩小求解区间，提高求解效率。

3、本发明实施例针对成像任务优先级级别不同，多任务观测时间窗可能重叠产生冲突的难题，定义任务必要度，衡量任务观测机会，优先安排机会少的任务；定义观测时间窗竞争度，优先选用竞争度低的时间窗，考虑到观测效益的同时也有利于平衡卫星资源。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种多星多站任务调度方法，其特征在于，包括：

S1、根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

S2、计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

S3、根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合；

S4、遍历所述满足任务截止时间的可见时间窗集合，得到满足成像质量要求的观测时间窗集合，并删除其中与现有下传调度方案相冲突的观测时间窗；

S5、根据剩余的满足成像质量要求的观测时间窗集合，计算任务的必要度，选定必要度高的任务进行观测；

S6、选定任务后，计算满足成像质量要求的观测时间窗的竞争度，选定竞争度低的满足成像质量要求的观测时间窗为观测区间；

S7、检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案；否则，转入S5；

所述步骤S4中成像质量要求是指：

其中，q_i(h_i)表示成像质量要求，

表示在观测时间窗内所能达到的最低成像质量水平，

表示在观测时间窗内所能达到的最高成像质量水平，h_i表示目标观测时刻，h_i∈[os^kl _ij,oe^kl _ij-dⁱ]，os^kl _ij表示任务最晚观测开始时间，oe^kl _ij表示任务最晚观测结束时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长，ow^kl* _ij表示在观测时间窗内最佳成像质量的时刻，

面对不同成像质量要求的用户请求，任务规划必须要满足最低成像质量要求q_i(0)，即

2.如权利要求1所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S10、根据用户要求的成像请求的截止时间，计算任务最晚下传开始时间；

S11、根据任务最晚下传开始时间，确定任务最晚观测开始时间。

3.如权利要求2所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S10中确定计算任务最晚下传开始时间，采用如下公式：

ds_i＝de_i-t_d (3)

其中，公式(1)表示用户要求的成像请求的截止时间

设为任务最晚下传结束时间de_i的上界，ds_i表示任务最晚下传开始时间，t_d表示数据下传持续时间，

表示卫星下传数据量，v表示下传速率；

和/或所述步骤S11中确定任务最晚观测开始时间，采用如下公式：

oe_ij≤ds_i (5)

os_ij＝oe_ij-d_i (6)

其中，公式(4)表示任务最晚下传开始时间ds_i不早于任务最晚观测结束时间oe_ij，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长。

4.如权利要求1所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

计算任务t_i在观测卫星S_j上第k个轨道圈次上的可见时间窗VW_ij ^k，并将所述可见时间窗进行离散，得到：

VW_ij ^k＝{vw^k1 _ij,…,vw^kl _ij,…,vw^kw _ij} (7)

其中，第l个可见时间窗表示为vw^kl _ij＝(vs^kl _ij,ve^kl _ij)，

表示可见时间窗的长度；

和/或所述步骤S3中从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗是指：

选择可用的时间窗vw^kl _ij＝(vs^kl _ij,ve^kl _ij)应满足：

vs^kl _ij≤os_ij≤os_ij+dⁱ≤ve^kl _ij (8)

其中，vs^kl _ij表示可用的时间窗的开始时间，ve^kl _ij表示可用的时间窗的结束时间，os_ij表示任务t_i最晚观测开始时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长；

得到满足任务截止时间的可见时间窗集合

5.如权利要求1所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S5中任务的必要度是指：

其中，Ur(i)表示任务的必要度，p_i是任务的优先级，n_i(t)是任务t_i在当前时刻t对应的剩余的满足成像质量要求的观测时间窗个数。

6.如权利要求1所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S6中观测时间窗的竞争度是指：

其中，Con_t(OW_ij ^k)表示观测时间窗的竞争度，o∈O_t(OW_i′j ^k′)表示在当前时刻t，观测卫星S_j在任务t_i的时间窗内所有可能被观测的任务t_i′的集合，OW_i′j ^k′表示任务t_i′在观测卫星S_j的第k′个轨道圈次被观测，p_i′表示不能被观测的任务t_i′的优先级。

7.如权利要求1所述的多星多站任务调度方法，其特征在于，所述步骤S7中检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案，具体包括：

检验观测卫星S_j对第m个地面站进行任务t_i下传开始时间不早于任务t_i在观测卫星S_j上的观测结束时间，

和/或检验观测卫星S_j在观测第i个目标后的星上存储不能超过观测卫星的最大剩余存储容量；

和/或检验观测卫星S_j在同一轨道圈次先后对不同目标成像，要有足够的转换时间；

和/或检验观测卫星S_j的观测活动和数传活动消耗的能量不能超过最大范围；

将满足上述要求的所述剩余的满足成像质量要求的观测时间窗放入已规划任务集合中，若遍历完成，最终生成任务规划方案。

8.一种多星多站任务调度系统，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据用户要求的成像请求的截止时间，确定任务最晚观测开始时间；

计算模块，用于计算任务在观测卫星上的可见时间窗，并将所述可见时间窗进行离散；

选择模块，用于根据所述任务最晚观测开始时间，从离散后的可见时间窗内选择可用的可见时间窗，得到满足任务截止时间的可见时间窗集合；

遍历模块，用于遍历所述满足任务截止时间的可见时间窗集合，得到满足成像质量要求的观测时间窗集合，并删除其中与现有下传调度方案相冲突的观测时间窗；

第一选定模块，用于根据剩余的满足成像质量要求的观测时间窗集合，计算任务的必要度，选定必要度高的任务进行观测；

第二选定模块，用于选定任务后，计算满足成像质量要求的观测时间窗的竞争度，选定竞争度低的满足成像质量要求的观测时间窗为观测区间；

检验模块，用于检验约束是否满足，如果满足，最终生成任务规划方案；否则，转入第一选定模块；

所述遍历模块中成像质量要求是指：

其中，q_i(h_i)表示成像质量要求，

表示在观测时间窗内所能达到的最低成像质量水平，

表示在观测时间窗内所能达到的最高成像质量水平，h_i表示目标观测时刻，h_i∈[os^kl _ij,oe^kl _ij-dⁱ]，os^kl _ij表示任务最晚观测开始时间，oe^kl _ij表示任务最晚观测结束时间，dⁱ为常数，表示观测一个点目标的持续时长，ow^kl* _ij表示在观测时间窗内最佳成像质量的时刻，

面对不同成像质量要求的用户请求，任务规划必须要满足最低成像质量要求q_i(0)，即

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