CN113313414A - 一种多类异构遥感平台任务协同规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种多类异构遥感平台任务协同规划方法，包括任务管理模块、资源管理模块、任务协同模块、任务规划模块。本发明解决了多类异构平台的资源调度问题，针对天基卫星观测平台、空基无人机观测平台、海基观测平台及陆基观测平台等多种对地观测资源平台，可实现各类观测资源信息源的高效协同调度。本发明通过面向用户的架构设计，简化操作人员操作流程，能够根据任务灵活调度相关观测资源，实现多类异构平台的协同任务规划需求，利用协同任务规划方法，对多类异构观测资源平台进行资源分配，并输出各个平台资源的观测计划。本发明具备实时监测功能，对可整个观测资源平台的运行状态及任务的执行情况进行实时监控。

Description

一种多类异构遥感平台任务协同规划方法

技术领域

本发明属于对地观测体系的异构平台任务协同规划领域，具体涉及一种可实现天基卫星观测平台、空基无人机观测平台、海基观测平台及陆基观测平台协同任务规划，多类观测资源管理的异构平台任务规划方法。

背景技术

随着天基卫星、空基无人机、海基观测平台、陆基雷达监测等观测资源的快速发展以及光学、微波等观测技术的成熟，对地观测在环境监视、情报侦察等任务中发挥关键的作用。越来越多的证据表明，单一类型对地观测资源已不能满足用户大量的对地观测请求，特别是在紧急情况下，如军事冲突、地震、洪涝和森林火灾等，需要对地观测系统快速响应用户的观测请求，并持续提供有效的对地观测数据。然而，由于不同的观测资源间缺乏合作与协同，因此整个对地观测系统效率低下，并且响应实时性差。协同多类异构观测资源构建海陆空天一体化的对地观测系统，是突破对地观测能力瓶颈、实现异构资源优势互补的重要手段。

发明内容

本发明的目的在于解决多种观测资源之间协同任务规划，提高对地观测能力以满足用户的观测需求，提出一种可以实现海陆空天多类异构平台协同任务规划，实现多类对地观测资源合理额分配，制定合理的观测方案。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包含以下四个模块任务管理模块、资源管理模块、任务协同模块、任务规划模块。任务管理模块接受任务信息，并对复杂任务进行预处理，然后发送任务会预处理后子任务给任务协同模块；资源管理模块，对个平台的观测资源的一些重要属性和能力指标进行建模，并提供必要的资源信息查询接口和能力计算接口，为目标和观测资源间的可见窗口和空间分辨率等提供计算服务，同时动态跟踪和更新资源观测状态和信息；任务协同模块分别从任务管理模块和资源管理模块接收观测任务信息和观测资源信息，并根据任务需求和资源观测能力确定哪些资源具有完成哪些任务的能力，同时将采用任务分配方法把观测任务分发到任务规划模块；任务规划模块接收任务协同模块分发和从其特定用户请求的常规任务，为其所属资源综合制定观测计划，同时将将生成的方案反馈给任务协同模块，并将其所属资源的变化实时通知资源管理模块。

其实现流程具体如下：

第一步：任务集合按优先级先后大小排列，如果不存在优先级，按照最早观测时间的先后顺序进行排列；

第二步：判断新构成任务集合中的任务是否在海基平台的覆盖区域；形成新海基平台任务集合；

第三步：海基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在陆基平台的覆盖区域；形成新陆基平台任务集合；

第四步：陆基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在空基无人机可覆盖区域；形成新空基无人机任务集合；

第五步：海基平台、陆基平台和空基无人机筛选剩余任务集合中的任务是否在天基卫星可覆盖区域；形成新卫星任务集合；

第六步：判断卫星资源剩余是否可继续执行任务；如果资源有剩余将其他平台形成的任务进行补充规划；

第七步：对第二步海基平台形成的任务集合，考虑海基平台载荷进行任务规划；对第三步陆基平台形成的任务集合，考虑陆基平台载荷进行任务规划；对第四步空基平台形成的任务集合，考虑空基平台载荷进行任务规划；对第五步天基平台形成的任务集合，考虑天基平台载荷进行任务规划，直到任务规划完成。

本发明的有益效果在于：

本发明解决了多类异构平台的资源调度问题，针对天基卫星观测平台、空基无人机观测平台、海基观测平台及陆基观测平台等多种对地观测资源平台，可实现各类观测资源信息源的高效协同调度。本发明通过面向用户的架构设计，简化操作人员操作流程，能够根据任务灵活调度相关观测资源，实现多类异构平台的协同任务规划需求，利用协同任务规划方法，对多类异构观测资源平台进行资源分配，并输出各个平台资源的观测计划。本发明具备实时监测功能，对可整个观测资源平台的运行状态及任务的执行情况进行实时监控。

附图说明

图1为本发明中多类异构平台协同任务规划方法模块的组成示意图。

图2为本发明执行多类异构平台协同任务规划方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明属于对地观测体系的异构平台协同任务规划领域，涉及多类观测资源的协同任务分配，具体涉及一种可实现天基卫星观测平台、空基无人机观测平台、海基观测平台及陆基观测平台协同任务规划、多类观测资源管理的异构平台任务规划方法。本发明包括任务管理模块1、资源管理模块2、任务协同模块3、任务规划模块4。其优点在于能够根据任务的数量和各个平台资源的情况，可实现各类观测资源信息源的高效协同调度；能够根据任务灵活调度相关观测资源，实现多类异构平台的协同任务规划需求；能够利用协同任务规划方法，对多类异构观测资源平台进行资源分配，并输出各个平台资源的观测计划；具备实时监测功能，对可整个观测资源平台的运行状态及任务的执行情况进行实时监控。

本发明解决了多类异构平台的资源调度问题，针对天基卫星观测平台、空基无人机观测平台、海基观测平台及陆基观测平台等多种对地观测资源平台，可实现各类观测资源信息源的高效协同调度。

一种多类异构平台任务规划方法包括任务管理模块1、资源管理模块2、任务协同模块3、任务规划模块4，如图1所示。

一种多类异构平台任务规划方法，其实现流程具体如下：

第一步：任务集合按优先级先后大小排列，如果不存在优先级，按照最早观测时间的先后顺序进行排列；

第二步：判断新构成任务集合中的任务是否在海基平台的覆盖区域；形成新海基平台任务集合；

第三步：海基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在陆基平台的覆盖区域；形成新陆基平台任务集合；

第四步：陆基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在空基无人机可覆盖区域；形成新空基无人机任务集合；

第五步：海基平台、陆基平台和空基无人机筛选剩余任务集合中的任务是否在天基卫星可覆盖区域；形成新卫星任务集合；

第六步：判断卫星资源剩余是否可继续执行任务；如果资源有剩余将其他平台形成的任务进行补充规划；

第七步：对第二步海基平台形成的任务集合，考虑海基平台载荷进行任务规划；对第三步陆基平台形成的任务集合，考虑陆基平台载荷进行任务规划；对第四步空基平台形成的任务集合，考虑空基平台载荷进行任务规划；对第五步天基平台形成的任务集合，考虑天基平台载荷进行任务规划，直到任务规划完成。

本发明的优点：1)能够根据任务的数量和各个平台资源的情况，可实现各类观测资源信息源的高效协同调度；2)能够根据任务灵活调度相关观测资源，实现多类异构平台的协同任务规划需求；3)能够利用协同任务规划方法，对多类异构观测资源平台进行资源分配，并输出各个平台资源的观测计划；4)具备实时监测功能，对可整个观测资源平台的运行状态及任务的执行情况进行实时监控。

下面结合具体实施方式，对本发明进行进一步阐述。

首先测试人员或者用户提出对地观测需求，并在任务管理模块输入用户测试需求参数；

资源管理模块接收任务管理模块的用户需求；

任务协同模块接收资源管理模块发出的资源管理分析结果，并将任务初步分配到各个观测平台上；

任务规划模块接收任务协同模块发送的任务分配结果，在各个观测平台内部进行任务分配，并根据资源剩余情况进行补充规划。

针对点目标，统筹使用海陆空天多传感器，在时间域内进行持续跟踪监视；针对区域目标，统筹使用海陆空天多传感器，在空间域内进行分区搜索覆盖；针对移动目标，统筹使用海陆空天多传感器，准确掌握目标时空位置信息；针对立体目标，统筹使用海陆空天多传感器，从目标不同角度进行观测成像，获取掌握目标三维状态信息。在上述考虑多传感器在时域、空域等协同应用基础上，获取目标特征属性和外部气象条件，还应综合考虑在上述考虑时空维度基础上，增加考虑载荷维度的协同应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多类异构遥感平台任务协同规划方法，其特征是，包含以下四个模块任务管理模块、资源管理模块、任务协同模块、任务规划模块；

任务管理模块接受任务信息，并对复杂任务进行预处理，然后发送任务会预处理后子任务给任务协同模块；资源管理模块，对个平台的观测资源的一些重要属性和能力指标进行建模，并提供必要的资源信息查询接口和能力计算接口，为目标和观测资源间的可见窗口和空间分辨率等提供计算服务，同时动态跟踪和更新资源观测状态和信息；任务协同模块分别从任务管理模块和资源管理模块接收观测任务信息和观测资源信息，并根据任务需求和资源观测能力确定哪些资源具有完成哪些任务的能力，同时将采用任务分配方法把观测任务分发到任务规划模块；任务规划模块接收任务协同模块分发和从其特定用户请求的常规任务，为其所属资源综合制定观测计划，同时将将生成的方案反馈给任务协同模块，并将其所属资源的变化实时通知资源管理模块。

2.根据权利要求1所述的多类异构遥感平台任务协同规划方法，其特征是，具体流程如下：

第一步：任务集合按优先级先后大小排列，如果不存在优先级，按照最早观测时间的先后顺序进行排列；

第二步：判断新构成任务集合中的任务是否在海基平台的覆盖区域；形成新海基平台任务集合；

第三步：海基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在陆基平台的覆盖区域；形成新陆基平台任务集合；

第四步：陆基平台筛选剩余任务集合中的任务是否在空基无人机可覆盖区域；形成新空基无人机任务集合；

第五步：海基平台、陆基平台和空基无人机筛选剩余任务集合中的任务是否在天基卫星可覆盖区域；形成新卫星任务集合；

第六步：判断卫星资源剩余是否可继续执行任务；如果资源有剩余将其他平台形成的任务进行补充规划；

第七步：对第二步海基平台形成的任务集合，考虑海基平台载荷进行任务规划；对第三步陆基平台形成的任务集合，考虑陆基平台载荷进行任务规划；对第四步空基平台形成的任务集合，考虑空基平台载荷进行任务规划；对第五步天基平台形成的任务集合，考虑天基平台载荷进行任务规划，直到任务规划完成。

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