CN115529249B - 一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法。所述方法包括：根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则后对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集；利用资源调度算法生成每个备选资源配置方案的资源调度结果；根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，从得到的最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，对资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果。采用本方法能够提高资源配置方案评估准确率。

Description

一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法
技术领域
本申请涉及航天测控网调度技术领域，特别是涉及一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法及装置。
背景技术
以互联网卫星为代表的大规模航天器发展态势呈现小型化、低轨化、星座化、批量化的特点，在轨卫星数量的增加带来测控与数传需求量的急剧增加。因此，如何优选与卫星任务需求匹配的航天测控数传资源配置方案，合理规划资源需求，是航天测控网建设规划与运行管理亟待解决的问题。
然而，目前卫星任务需求与资源匹配是通过资源调度或历史经验数据两种方式实现任务需求总量与资源支持任务量平衡，以往在进行资源配置评估时获取的资源配置方案仅仅考虑了任务需求满足情况，而未考虑资源利用情况，导致资源配置数量过多或均衡不足，资源配置方案评估准确率不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高资源配置方案评估准确率的面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法及装置。
一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法，所述方法包括：
获取给定的航天测控数传任务需求、多个备选测控数传资源配置方案和资源配置方案对应的星地可见时间窗口集；
根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集；
利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果；
根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集；
从最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标；
根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，根据专家经验设置指标权重，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果。
在其中一个实施例中，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集，包括：
每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况是根据各备选资源配置方案的星地可见时间窗口集，统计覆盖每个卫星任务的圈次数量和时间长度,如果备选测控数传资源配置方案的至少一个卫星任务覆盖情况不能满足其任务需求，则筛掉此备选资源配置方案，得到初始测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源调度结果包括各个航天测控数传任务的跟踪弧段信息和未满足的任务数量；跟踪弧段信息包括设备名称、跟踪开始时间和跟踪结束时间；利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果，包括：
根据航天测控数传任务需求对每个备选资源配置方案以及对应的星地可见时间窗口集通过现有的搜索算法为每个测控或数传任务分配合理的测控资源和测控时间。
在其中一个实施例中，根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集，包括：
根据初始测控数传资源配置方案集中的备选资源配置方案的资源调度结果，如果资源调度结果数据中未满足任务数量大于0，则筛掉对应的备选资源配置方案，得到最优测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源利用信息包括资源配置方案中的所有设备的设备名称、测站名称、设备可提供服务总时长和设备已分配任务弧段占用总时长。
在其中一个实施例中，资源配置方案评估指标包括整体资源利用率和资源利用均衡度；根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标，包括：
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长之和或各设备可提供服务总时长之和设置为整体资源利用率；
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长与可提供服务总时长之比的均方差设置为资源利用均衡度。
在其中一个实施例中，指标分段线性归一化函数包括整体资源利用率的分段线性归一化函数和资源利用均衡度的分段线性归一化函数；根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，包括：
根据整体资源利用率构建整体资源利用率的分段线性归一化函数为
Figure 883033DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 564812DEST_PATH_IMAGE002
表示整体资源利用率，
Figure 522404DEST_PATH_IMAGE003
表示整体资源利用率可接受的下限值，
Figure 728257DEST_PATH_IMAGE004
表示整体资源利用率期望值区间。
在其中一个实施例中，根据资源利用均衡度构建资源利用均衡度的分段线性归一化函数为
Figure 969751DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 868437DEST_PATH_IMAGE006
表示资源利用均衡度，
Figure 313325DEST_PATH_IMAGE007
表示资源利用均衡度期望区间的上限值，
Figure 57290DEST_PATH_IMAGE008
表示资源利用均衡度可接受的上限值。
在其中一个实施例中，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果,包括：
利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行线性加权求和，得到资源配置方案的综合评价结果。
一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估装置，所述装置包括：
任务需求及资源配置方案获取模块，用于获取给定的航天测控数传任务需求、多个备选测控数传资源配置方案和资源配置方案对应的星地可见时间窗口集；
资源配置方案初始筛选模块，用于根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集；
资源调度模块，用于利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果；
资源配置方案过滤模块，用于根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集；
评估指标计算模块，用于从最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标；
综合评价模块，用于根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，根据专家经验设置指标权重，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果。
上述面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法及装置，本申请以多个备选航天测控数传资源配置方案为评估对象，基于给定任务需求的资源调度结果数据构建反映资源利用情况的整体资源利用率指标和资源利用均衡度指标，采用多属性决策方法优选备选方案，与现有技术相比，有效避免了资源配置方案获取仅考虑任务满足情况的片面性，并将经验知识或用户期望引入到评估指标的分段线性归一化函数中，使得多案选优更加科学合理，有效提升了评估结果的可信度和准确度，并且本发明具有应用范围广的特点，不仅仅应用于多个备选航天测控数传资源配置方案的比较选优，还能用于单个资源配置方案的综合评价、给定任务需求和资源配置方案条件下不同资源调度算法的性能比较分析，以及不同站点资源贡献率比较分析等场合，同时本发明所提供的面向任务需求的航天测控数传资源配置评估系统的工程适用性好，一方面能够支持工程实际的在轨卫星任务需求数据和资源调度算法，获得不同备选航天测控数传资源配置方案的资源调度结果数据；另一方面评估指标的分段线性归一化函数中也可以引入实际工程经验数据。
附图说明
图1为一个实施例中一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法的流程示意图；
图2为一个实施例中整体资源利用率的分段线性归一化函数图；
图3为一个实施例中资源利用均衡度的分段线性归一化函数图；
图4为一个实施例中一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法，包括以下步骤：
步骤102，获取给定的航天测控数传任务需求、多个备选测控数传资源配置方案和资源配置方案对应的星地可见时间窗口集。
航天测控数传任务需求中每个卫星的基本要素包括卫星名称、每天测控圈数或测控时间区间、每天数传圈数或数传时间区间。
每个备选测控数传资源配置方案主要包括各个设备名称、设备所在站点名称、设备功能、可支持的天线波束数量，其中设备功能可以是测控、数传或测控数传。
星地可见时间窗口集主要包括每个卫星与各个备选测控数传资源配置方案中的每个设备点位的可见预报结果，其基本要素主要包括卫星名称、设备名称、设备所在站点名称、可见时间窗口开始时间、结束时间和轨道圈号。
步骤104，根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集。
每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况是根据各备选资源配置方案的星地可见时间窗口集，统计覆盖每个卫星任务的圈次数量和时间长度。
任务覆盖规则定义为：如果某备选资源配置方案的至少一个卫星任务覆盖情况不能满足其任务需求，则筛掉此备选资源配置方案。
步骤106，利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果。
资源调度是根据已知的航天测控数传任务需求任务情况下，针对每个备选资源配置方案及其相应星地可见时间窗口集，通过一定搜索算法为每个测控或数传任务分配合理的测控资源和时间，以最大化地满足所有任务需求。其中资源调度结果数据主要由各个卫星任务的跟踪弧段信息和未满足的任务数量，其中跟踪弧段信息主要包括设备名称、跟踪开始时间、跟踪结束时间。
步骤108，根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集。
如果某备选资源配置方案的资源调度结果数据中未满足任务数量大于0，则筛掉此备选资源配置方案。
步骤110，从最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标。
资源利用信息主要包括资源配置方案中各设备名称、测站名称、设备可提供服务总时长、设备已分配任务弧段占用总时长，时间单位取分钟。设备可提供服务总时长通过计算该设备所有星地可见时间窗口的并集得到。
根据资源利用信息，计算筛选后各资源配置方案评估指标；资源配置方案评估指标包括整体资源利用率和资源利用均衡度，具体定义如表1所示。
表1 资源配置方案评估指标
Figure 911546DEST_PATH_IMAGE009
步骤112，根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，根据专家经验设置指标权重，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果。
上述面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法中，本申请以多个备选航天测控数传资源配置方案为评估对象，基于给定任务需求的资源调度结果数据构建反映资源利用情况的整体资源利用率指标和资源利用均衡度指标，采用多属性决策方法优选备选方案，与现有技术相比，有效避免了资源配置方案获取仅考虑任务满足情况的片面性，并将专家经验知识或用户期望引入到评估指标的分段线性归一化函数中，使得多案选优更加科学合理，有效提升了评估结果的可信度和准确度，并且本发明具有应用范围广的特点，不仅仅应用于多个备选航天测控数传资源配置方案的比较选优，还能用于单个资源配置方案的综合评价、给定任务需求和资源配置方案条件下不同资源调度算法的性能比较分析，以及不同站点资源贡献率比较分析等场合，同时本发明所提供的面向任务需求的航天测控数传资源配置评估系统的工程适用性好，一方面能够支持工程实际的在轨卫星任务需求数据和资源调度算法，获得不同备选航天测控数传资源配置方案的资源调度结果数据；另一方面评估指标的分段线性归一化函数中也可以引入实际工程经验数据。
在其中一个实施例中，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集，包括：
每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况是根据各备选资源配置方案的星地可见时间窗口集，统计覆盖每个卫星任务的圈次数量和时间长度,如果备选测控数传资源配置方案的至少一个卫星任务覆盖情况不能满足其任务需求，则筛掉此备选资源配置方案，得到初始测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源调度结果包括各个航天测控数传任务的跟踪弧段信息和未满足的任务数量；跟踪弧段信息包括设备名称、跟踪开始时间和跟踪结束时间；利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果，包括：
根据航天测控数传任务需求对每个备选资源配置方案以及对应的星地可见时间窗口集通过现有的搜索算法为每个测控或数传任务分配合理的测控资源和测控时间。
在其中一个实施例中，根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集，包括：
根据初始测控数传资源配置方案集中的备选资源配置方案的资源调度结果，如果资源调度结果数据中未满足任务数量大于0，则筛掉对应的备选资源配置方案，得到最优测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源利用信息包括资源配置方案中的所有设备的设备名称、测站名称、设备可提供服务总时长和设备已分配任务弧段占用总时长。
在其中一个实施例中，资源配置方案评估指标包括整体资源利用率和资源利用均衡度；根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标，包括：
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长之和或各设备可提供服务总时长之和设置为整体资源利用率；
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长与可提供服务总时长之比的均方差设置为资源利用均衡度。
在其中一个实施例中，指标分段线性归一化函数包括整体资源利用率的分段线性归一化函数和资源利用均衡度的分段线性归一化函数；根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，包括：
根据整体资源利用率构建整体资源利用率的分段线性归一化函数为
Figure 715554DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 913317DEST_PATH_IMAGE011
表示整体资源利用率，
Figure 726552DEST_PATH_IMAGE012
表示整体资源利用率可接受的下限值，
Figure 942639DEST_PATH_IMAGE013
表示整体资源利用率期望值区间。
在具体实施例中，整体资源利用率的分段线性归一化函数如图2所示，表示当整体资源利用率在d2至d3之间时，达到最好的效益；当大于d3或小于d2至d1时，效益线性减小至0.1；当小于d1时，效益为0。
在其中一个实施例中，根据资源利用均衡度构建资源利用均衡度的分段线性归一化函数为
Figure 183127DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 602607DEST_PATH_IMAGE015
表示资源利用均衡度，
Figure 953954DEST_PATH_IMAGE016
表示资源利用均衡度期望区间的上限值，
Figure 526012DEST_PATH_IMAGE017
表示资源利用均衡度可接受的上限。
在具体实施例中，资源利用均衡度的分段线性归一化函数如图3所示，表示当资源利用均衡度小于d4时，达到最好的效益；当在d4至d5之间时，效益线性减小至0.1；当小于d5时，效益为0。若当d4=0.05，d5=0.2时，则资源利用均衡度的分段线性归一化函数如上，
Figure 937402DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 109757DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 999216DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 206206DEST_PATH_IMAGE021
和
Figure 37765DEST_PATH_IMAGE022
具体取值这可根据航天测控网管理者实际工程经验需求来设置。
在其中一个实施例中，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果,包括：
利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行线性加权求和，得到资源配置方案的综合评价结果。
在具体实施例中，根据实际需求设置归一化参数d1至d5参数，根据表1的计算方法获取各资源配置方案的整体资源利用率和资源利用均衡度，分别整体资源利用率的分段线性归一化函数和资源利用均衡度的分段线性归一化函数计算各资源配置方案的整体资源利用率和资源利用均衡度的归一化值；根据专家经验设置指标权重，对得到的归一化值进行线性加权求和，得到筛选后各资源配置方案的综合评价结果，根据各资源配置方案的综合评价结果，按照由大到小进行排序并显示优选结果。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估装置，包括：任务需求及资源配置方案获取模块402、资源配置方案初始筛选模块404、资源调度模块406、资源配置方案过滤模块408、评估指标计算模块410和综合评价模块412，其中：
任务需求及资源配置方案获取模块402，用于获取给定的航天测控数传任务需求、多个备选测控数传资源配置方案和资源配置方案对应的星地可见时间窗口集；
资源配置方案初始筛选模块404，用于根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则，根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集；
资源调度模块406，用于利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果；
资源配置方案过滤模块408，用于根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集；
评估指标计算模块410，用于从最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标；
综合评价模块412，用于根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，根据专家经验设置指标权重，利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果。
在其中一个实施例中，资源配置方案初始筛选模块404还用于根据任务覆盖规则对多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集，包括：
每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况是根据各备选资源配置方案的星地可见时间窗口集，统计覆盖每个卫星任务的圈次数量和时间长度,如果备选测控数传资源配置方案的至少一个卫星任务覆盖情况不能满足其任务需求，则筛掉此备选资源配置方案，得到初始测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源调度结果包括各个航天测控数传任务的跟踪弧段信息和未满足的任务数量；跟踪弧段信息包括设备名称、跟踪开始时间和跟踪结束时间；资源调度模块406还用于利用资源调度算法和航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果，包括：
根据航天测控数传任务需求对每个备选资源配置方案以及对应的星地可见时间窗口集通过现有的搜索算法为每个测控或数传任务分配合理的测控资源和测控时间。
在其中一个实施例中，资源配置方案过滤模块408还用于根据资源调度结果对初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集，包括：
根据初始测控数传资源配置方案集中的备选资源配置方案的资源调度结果，如果资源调度结果数据中未满足任务数量大于0，则筛掉对应的备选资源配置方案，得到最优测控数传资源配置方案集。
在其中一个实施例中，资源利用信息包括资源配置方案中的所有设备的设备名称、测站名称、设备可提供服务总时长和设备已分配任务弧段占用总时长。
在其中一个实施例中，评估指标计算模块410还用于资源配置方案评估指标包括整体资源利用率和资源利用均衡度；根据资源利用信息对最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标，包括：
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长之和或各设备可提供服务总时长之和设置为整体资源利用率；
将资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长与可提供服务总时长之比的均方差设置为资源利用均衡度。
在其中一个实施例中，指标分段线性归一化函数包括整体资源利用率的分段线性归一化函数和资源利用均衡度的分段线性归一化函数；综合评价模块412还用于根据资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，包括：
根据整体资源利用率构建整体资源利用率的分段线性归一化函数为
Figure 431837DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 390566DEST_PATH_IMAGE024
表示整体资源利用率，
Figure 920904DEST_PATH_IMAGE025
表示整体资源利用率可接受的下限值，
Figure 939676DEST_PATH_IMAGE026
表示整体资源利用率期望值区间。
在其中一个实施例中，综合评价模块412还用于根据资源利用均衡度构建资源利用均衡度的分段线性归一化函数为
Figure 568847DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 65687DEST_PATH_IMAGE028
表示资源利用均衡度，
Figure 981691DEST_PATH_IMAGE029
表示资源利用均衡度期望区间的上限值，
Figure 640205DEST_PATH_IMAGE030
表示资源利用均衡度可接受的上限值。
在其中一个实施例中，综合评价模块412还用于利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果,包括：
利用指标分段线性归一化函数和指标权重对资源配置方案评估指标进行线性加权求和，得到资源配置方案的综合评价结果。
关于面向任务需求的航天测控数传资源配置评估装置的具体限定可以参见上文中对于面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法的限定，在此不再赘述。上述面向任务需求的航天测控数传资源配置评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种面向任务需求的航天测控数传资源配置评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取给定的航天测控数传任务需求、多个备选测控数传资源配置方案和资源配置方案对应的星地可见时间窗口集；
根据每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况建立任务覆盖规则，根据所述任务覆盖规则对所述多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集；
利用资源调度算法和所述航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果；
根据所述资源调度结果对所述初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集；
从所述最优测控数传资源配置方案集中获取资源利用信息，根据所述资源利用信息对所述最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标；
根据所述资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，根据专家经验设置指标权重，利用所述指标分段线性归一化函数和指标权重对所述资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果；所述资源利用信息包括资源配置方案中的所有设备的设备名称、测站名称、设备可提供服务总时长和设备已分配任务弧段占用总时长；
所述资源配置方案评估指标包括整体资源利用率和资源利用均衡度；根据所述资源利用信息对所述最优测控数传资源配置方案集中的资源配置方案进行指标计算，得到资源配置方案评估指标，包括：
将所述资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长之和或各设备可提供服务总时长之和设置为整体资源利用率；
将所述资源调度结果中各设备已分配任务弧段占用总时长与可提供服务总时长之比的均方差设置为资源利用均衡度。
2.根据权利要求1所述的资源配置评估方法，其特征在于，根据所述任务覆盖规则对所述多个备选测控数传资源配置方案进行筛选，得到初始测控数传资源配置方案集，包括：
每个备选资源配置方案覆盖各卫星任务情况是根据各备选资源配置方案的星地可见时间窗口集，统计覆盖每个卫星任务的圈次数量和时间长度,如果备选测控数传资源配置方案的至少一个卫星任务覆盖情况不能满足其任务需求，则筛掉此备选资源配置方案，得到初始测控数传资源配置方案集。
3.根据权利要求1所述的资源配置评估方法，其特征在于，所述资源调度结果包括各个航天测控数传任务的跟踪弧段信息和未满足的任务数量；所述跟踪弧段信息包括设备名称、跟踪开始时间和跟踪结束时间；利用资源调度算法和所述航天测控数传任务需求以及星地可见时间窗口集生成每个备选资源配置方案的资源调度结果，包括：
根据所述航天测控数传任务需求对每个备选资源配置方案以及对应的星地可见时间窗口集通过现有的搜索算法为每个测控或数传任务分配合理的测控资源和测控时间。
4.根据权利要求3所述的资源配置评估方法，其特征在于，根据所述资源调度结果对所述初始测控数传资源配置方案集进行过滤，得到最优测控数传资源配置方案集，包括：
根据初始测控数传资源配置方案集中的备选资源配置方案的资源调度结果，如果资源调度结果数据中未满足任务数量大于0，则筛掉对应的备选资源配置方案，得到最优测控数传资源配置方案集。
5.根据权利要求1所述的资源配置评估方法，其特征在于，所述指标分段线性归一化函数包括整体资源利用率的分段线性归一化函数和资源利用均衡度的分段线性归一化函数；根据所述资源配置方案评估指标构建指标分段线性归一化函数，包括：
根据所述整体资源利用率构建整体资源利用率的分段线性归一化函数为
Figure 578961DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 433784DEST_PATH_IMAGE004
表示整体资源利用率，
Figure 151204DEST_PATH_IMAGE006
表示整体资源利用率可接受的下限值，
Figure 343151DEST_PATH_IMAGE008
表示整体资源利用率期望值区间。
6.根据权利要求5所述的资源配置评估方法，其特征在于，所述方法还包括:
根据所述资源利用均衡度构建资源利用均衡度的分段线性归一化函数为
Figure 95207DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 855352DEST_PATH_IMAGE012
表示资源利用均衡度，
Figure 201014DEST_PATH_IMAGE014
表示资源利用均衡度期望区间的上限值，
Figure 196652DEST_PATH_IMAGE016
表示资源利用均衡度可接受的上限值。
7.根据权利要求6所述的资源配置评估方法，其特征在于，利用所述指标分段线性归一化函数和指标权重对所述资源配置方案评估指标进行计算，得到资源配置方案的综合评价结果,包括：
利用所述指标分段线性归一化函数和指标权重对所述资源配置方案评估指标进行线性加权求和，得到资源配置方案的综合评价结果。
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