CN115545538A - 卫星资源调度方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种卫星资源调度方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；基于各个子调度方案调度卫星资源。本发明实施例可以提高卫星资源的利用率。

Description

卫星资源调度方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种卫星资源调度技术领域，尤其涉及一种卫星资源调度方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

从遥感卫星任务规划系统的角度出发，如何更好的管理大量在轨卫星，让其发挥更大的经济价值，更好的集成待发卫星，并且能够新旧多颗卫星相互协同工作，提升遥感卫星观测时空谱分辨能力和目标态势持续推演能力，成为近年遥感卫星监测领域的研究难题。

尽管在轨卫星数量增加、种类增多、观测能力提升，但仍旧难以满足大量的观测需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种卫星资源调度方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星资源调度方法，方法包括：

针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；

针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；

针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；

基于各个子调度方案调度卫星资源。

第二方面，本发明实施例还提供了一种卫星资源调度装置，装置包括：

观测任务获取模块，用于针对所述多个观测任务，针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；

初始分配模块，用于针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；

子调度方案获取模块，用于针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；

卫星调度模块，用于基于各个子调度方案调度卫星资源。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一所述实施例中的卫星资源调度方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任一所述实施例中的卫星资源调度方法。

本发明实施例的技术方案，通过周期性的获取周期内的多个观测任务，针对每个周期的多个观测任务，通过预定的任务分配方法对观测任务进行卫星资源的初始分配，得到初始资源分配方案，针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到卫星轨道的目标观测任务，进而得到卫星轨道的子调度方案，基于各个子调度方案调度卫星资源。本发明实施例的技术方案实现了针对观测任务进行卫星资源的调度，提高了卫星资源的利用率。

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。

其中：

图1为一个实施例中卫星资源调度方法的流程示意图；

图2为一个实施例中的卫星子调度中心与观测任务分配的示意图；

图3为一个实施例中的卫星资源调度系统的结构示意图；

图4为一个实施例中卫星资源调度装置的结构示意图；

图5为一个实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在一本发明实施例中，提供了一种卫星资源调度方法，如图1所示，本发明实施例的卫星调度方法可以实现对卫星资源的调度的情况。本发明实施例的方法可以通过卫星资源调度装置来实现。

如图1所示，本发明实施例的方法包括如下步骤：

S110、针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务。

其中，观测任务是指需要卫星拍摄地球上某个区域的信息的任务。

具体的，针对每个时间周期，获取在时间周期内的多个观测任务，也即周期性的获取观测任务，比如，一天获取一次。

S120、针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案。

其中，任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道。

本发明实施例中，通过预定的任务分配方法对观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案。初始资源分配方案中包括将每个观测任务分配到卫星子调度中心的方案。其中每个观测任务可以对应着对个卫星子调度中心，每个卫星子调度中心可以服务多个观测任务。如图2所示，一种多个卫星子调度中心和多个观测任务之间的分配的示意图。

S130、针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案。

本发明实施例中，根据初始资源分配方案中的卫星资源的每个卫星轨道，根据卫星轨道对应至少一个观测任务，得到卫星轨道的目标观测任务，也即计算得到每个卫星轨道对应的一个观测任务。得到卫星轨道的子调度方案。进而提高卫星资源的利用率。

S140、基于各个子调度方案调度卫星资源。

本发明实施例中，根据各个子调度方案对观测任务进行实施，也即调度卫星资源。

本发明实施例的技术方案，通过周期性的获取周期内的多个观测任务，针对每个周期的多个观测任务，通过预定的任务分配方法对观测任务进行卫星资源的初始分配，得到初始资源分配方案，针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到卫星轨道的目标观测任务，进而得到卫星轨道的子调度方案，基于各个子调度方案调度卫星资源。本发明实施例的技术方案实现了针对观测任务进行卫星资源的调度，提高了卫星资源的利用率。

在另一本发明实施例中，所述通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案，包括：获取每个观测任务与卫星资源之间的观测机会、冲突度以及资源消耗度；根据观测机会、冲突度和资源消耗度计算得到每个观测任务与卫星子调度中心的匹配度；基于所述匹配度获得观测任务与卫星子调度中心的初始资源分配方案；其中，所述卫星子调度中心包括卫星资源，每个卫星资源包括多个卫星轨道。

其中，观测机会表示卫星子调度中心的卫星资源在允许的时间段内可以观测到观测任务的次数。冲突度表示卫星子调度中心中，当前的观测任务不能与其它观测任务同时完成(因为冲突)的程度。需要说明的是，观测任务更倾向分配到冲突度更小的卫星子调度中心。资源消耗度表示分配到卫星子调度中心的观测任务消耗该卫星子调度中心剩余卫星资源的程度。

本发明实施例中，获取每个观测任务与卫星资源之间的观测机会、冲突度和资源消耗度，进而可以得到观测任务与卫星子调度中心的匹配度，根据匹配度可以得到观测任务与卫星子调度中心的初始资源分配方案。应当理解，本发明实施例中的一个卫星子调度中心对应着一个卫星资源。

示例性的，比如现有卫星子调度中心的集合记为P＝{p_i|i＝1,2,…,N}，其中N是卫星子调度中心的个数。T＝{t_j|j＝1,2,…,M}是观测任务集合，其中M表示观测任务数。

1)对于卫星子调度中心，一个时间窗口对应于一个观测机会。

2)冲突度的计算方式：假设O_ij＝{o_ijk|k＝1,2,…,m_ij}表示观测任务t_j和卫星子调度中心p_i之间的观测机会集合，其中m_ij是o_ij中观测机会的数量。设集合C_ijk＝{t_n|n＝1,2,…,c_ijk}表示在观测机会o_ijk上与t_j相冲突的已调度任务的集合。假定w_n表示观测任务t_n的权重，权重反映了观测任务的优先级并调节任务分配和调度过程。可选地，观测任务的权重可以根据时敏度、重要程度、以及情报价值的基础上综合计算得到。当然，这只是一种可选方案，具体可以根据卫星资源的实际情况设置权重的计算方式以及计算参数。

可得到在观测机会o_ijk上所有与观测任务t_j有冲突的任务的权重之和为

定义在观测机会o_ijk上，t_j的冲突度b_ijk为

3)资源消耗度：假设观测机会o_ijk为观测任务t_j、卫星子调度中心p_i以及观测资源r相对应的观测机会。

D_j是t_j所需的观测持续时间。

D_r是观测资源r的剩余观测时间。

R_j是观测资源r的传感器观测观测任务t_j时所需消耗的开机次数。

在资源消耗度计算模型的一般形式中，考虑了三种资源，即观测时间、传感器开机次数和飞行距离，资源消耗度计算模型的一般形式可描述为

其中，系数a_r、b_r和c_r的范围，都是在[0,1]之间的，依次为观测资源r的观测时间、传感器开机次数和飞行距离的权重，并且，三个系数的和为1。通过调整三个权重的取值可以适应不同的卫星子调度中心。对于卫星资源来说，飞行距离可以为0。L_r为观测资源r的最大飞行距离，cd表示飞行距离，cd_jr表示观测资源r观测t_j所需要的飞行距离。R_r为观测资源r的传感器开机剩余次数。

通过为每个观测机会计算冲突度b_ijk和资源消耗度f_ijk，比如，某一个观测机会的效用表示为：

z_ijk＝λ₁(1-b_ijk)+λ₂(1-f_ijk)

λ₁和λ₂依次为是冲突度和资源消耗度的权重，假设观测任务t_j在卫星子调度中心p_i中有m_ij个观测机会，则卫星子调度中心p_i对观测任务t_j的效用为

下式为观测资源的协同任务分配模型，得到最大化观测任务的权重与效用之积的总和

通过上述公式可以得到每个观测任务分配到卫星子调度中心的匹配度，之后将最大匹配度的卫星子调度中心作为该观测任务的最佳卫星子调度中心，也即将观测任务分配到该卫星子调度中心中。

在另一本发明实施例中，所述根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案，包括：获取每个观测任务的任务分配权重；根据每个观测任务的任务分配权重，确定任务分配顺序；根据所述任务分配顺序，依次计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率；基于所述分配率得到观测任务的目标观测任务，以得到卫星轨道的子调度方案。

本发明实施例中，获取每个观测任务的任务分配权重，根据每个观测任务的任务分配权重，确定任务分配顺序，之后，根据任务分配权重，依次计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，将观测任务分配到最高分配率的卫星轨道上，进而得到每个观测任务对应的卫星轨道，得到卫星轨道的子调度方案。

在另一本发明实施例中，所述计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，包括：针对多个观测任务，获取所述观测任务对应的参考参数，根据参考参数得到所述分配率；所述参考参数包括观测任务与相对应的卫星轨道之间的启发式因子、信息素因子、轨道禁忌因子以及所述任务分配权重。

本发明实施例中，启发式因子是根据轨道的任务负载程度和任务冲突程度而确定的，任务负载程度和任务冲突程度是反映轨道能力使用情况的重要指标，能够直观体现观测任务在卫星轨道上被成功观测的可能性。可选地，可以根据对任务负载程度和任务冲突程度进行计算，而得到启发式因子。

信息素因子是指蚁群算法中的信息素，将观测任务与对其具有观测能力的任务轨道之间设置信息素。比如，如果观测任务i在卫星轨道k上被成功观测，则证明这种搭配方式的成功率较高，因此它们之间的信息素浓度增强，在下次迭代过程中，观测任务i被分配在卫星轨道k的概率进一步加大。反之，如果观测任务i在卫星轨道k上未被观测，则这种搭配方式的成功率较低，因此信息素浓度不变。可选地，在初次进行计算观测任务和卫星轨道之间的匹配度时，可选择预设值。在迭代时根据观测任务上一次是否在卫星轨道上被成功观测(也即判断上一次该观测任务是否被分配到该卫星轨道上)，得到对应的信息素因子。若是上一次被成功观测，信息素按照预设比例增加，若是上一次没有被观测，信息素保持不变。初始值可以设置为1。

分配权重因子是以观测任务的完成情况而设置的重要因子，用于调整待分配任务的分配顺序。任务分配顺序对最终的调度结果有重要影响，越早被分配的任务相应的可供选择的轨道数量越多、轨道上的任务负载程度较低、潜在的任务冲突度也越小，而越晚被分配的任务则正好相反。这些因素将会影响任务与轨道的组合方案，进而影响最终的调度结果。当观测任务i在卫星轨道k上被成功观测时，在下一次的迭代中分配权重因子不改变，反之，按照设置的规则进行削减。应当理解，这里设置的规则可以根据用户需要进行设置。比如，等比例削减等。

轨道禁忌操作是指根据禁忌搜素算法来判断卫星资源与观测任务之间的匹配情况。比如，对于分配在卫星轨道k上的观测任务i，如果该观测任务i没有被成功观测，则这种分配方案完成可能性低，此时轨道禁忌因子为0，因此对观测任务i和卫星轨道k这种分配方案进行禁忌处理。可选地，在初次进行匹配时，启发式因子、信息素因子、轨道禁忌因子以及所述任务分配权重可以是预设值。应当理解，每个观测任务具有对应的参考参数。

本发明实施例中，针对多个观测任务，获取观测任务对应的参考参数，并根据参考参数得到分配率，提高分配率的准确率。使得后面的卫星轨道的匹配更准确。

可选地，由于在初始资源分配方案中可能存在一个卫星轨道对应着多个观测任务，所以需要求取卫星轨道与多个观测任务之间的匹配率，进而得到匹配率最高的观测任务，将该观测任务与卫星轨道进行匹配。

可选地，多个观测任务放置在观测任务集合中，根据任务分配权重确定观测任务分配顺序，计算任务分配权重最大的观测任务与相对应的卫星轨道的分配率进而根据分配率最大卫星轨道，作为该观测任务的卫星轨道，从观测任务集合中剔除当前的观测任务，之后更新参考参数，对更新的观测任务集合中任务分配权重最大的观测任务重复上述步骤，即计算该观测任务与相对应的卫星轨道的分配率，得到该观测任务的卫星轨道，依次得到观测集合中所有的观测任务的卫星轨道。得到各个子调度方案，进而得到当前的调度方案。

在另一本发明实施例中，所述得到所述卫星轨道的子调度方案之后，还包括：将各所述子调度方案合并，得到所述观测任务的当前调度方案；基于所述当前调度方案计算总体观测收益值；判断所述总体观测收益值是否满足预设观测阈值；在所述总体观测收益值不满足所述预设观测阈值的情况下，对各所述子调度方案进行更新，获得更新后的各个子调度方案，以基于更新后的各个子调度方案获得目标调度方案；在所述总体观测收益值满足所述预设观测阈值的情况下，将当前获得的更新的调度方案确定为目标调度方案；所述基于各个调度方案调度卫星资源，包括：基于目标调度方案调度卫星资源。

本发明实施例中，将所有的子调度方案进行合并，可以得到当前调度方案，计算总体观测收益值，并判断总体观测收益值是否满足预设观测阈值，在不满足的情况下，对子调度方案进行更新，得到更新的子调度方案，进而基于更新后的子调度方案得到目标调度方案。在总体观测收益值满足条件的情况下，将当前获得的更新的调度方案作为目标调度方案。

可选地，总体观测收益值可以是卫星监测收益值，在多星协同条件下，首先实现对尽可能多的重要目标进行监测，其次还需要考虑其它卫星的规划结果带来的影响。可选地，计算每个卫星资源的观测收益，根据卫星通信链路获得其他卫星资源与本卫星资源相关的重复观测收益之和，利用卫星资源的观测收益减去重复观测收益之和，得到每个卫星资源的最终观测收益，之后将每个卫星资源的最终观测收益，得到总体观测收益值。

可选的，总体观测收益值也可以是根据当前的调度方案中的卫星资源的情况，评估卫星资源的消耗程度，所需用的卫星资源占所有卫星资源的比例等，得到总体观测收益值。进而基于总体观测收益值判断当前的调度方案是否需要调整。

当然，总体观测收益值仅仅是为了判断当前的调度方案是否合适，也可以仅仅根据迭代预设次数作为迭代条件，没有总体观测收益值。当迭代次数没有满足迭代预设次数时，更改参考参数，重新进行迭代，当循环结束，得到多个调度方案，之后根据卫星资源的消耗度等参数，从多组调度方案中得到目标调度方案。

在另一个本发明实施例中，所述对各所述子调度方案进行更新，获得更新后的各个子调度方案，以基于更新后的各个子调度方案获得目标调度方案，包括：针对每个观测任务，更新所述观测任务与相对应的卫星资源之间的所述参考参数，根据更新后的参考参数得到所述观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，将观测任务分配到最高分配率的卫星轨道，以得到每个卫星轨道的更新的目标观测任务，得到更新后的各个子调度方案，基于各个更新后的子调度方案得到更新的调度方案，并在基于更新的调度方案计算得到的总体观测收益值满足预设观测阈值或者迭代次数达到预设数值时，将更新的调度方案作为目标调度方案。

本发明实施例中，在对子调度方案进行更新时，可以根据参考参数，之后计算卫星轨道和相对应的观测任务的分配率，得到每个卫星轨道的更新的目标观测任务，得到更新的子调度方案，得到更新的调度方案，若是迭代次数达到预设数值或者总体观测收益值满足条件，则将该调度方案作为目标调度方案。应当理解，每次得到调度方案则迭代次数加1。

本发明实施例中，通过对观测任务进行预处理，得到任务队列，比如，将观测任务进行字符或者字符串的拆解，获取观测任务中的不同信息，包括观测任务标识、观测时间、卫星观测区域和/或可能需要匹配的卫星资源等。通过预处理后得到的任务队列，便于后续获取观测任务中的信息。

在另一本发明实施例中，获取的多个观测任务中，判断是否存在观测任务是否需要拆分的，也即符合拆分条件，若是符合拆分条件，则将该观测任务拆分为多个观测子任务，将多个观测子任务和其他的观测任务共同放入任务队列中。

在另一本发明实施例中，在所述得到所述卫星轨道的子调度方案之后，还包括：将所述各子调度方案推送至用户端，当接收到确认指令时，根据各子调度方案调度卫星资源。

本发明实施例中，将各子调度方案推送至用户端，在接收到确认指令的情况下，根据各子调度方案来调度卫星资源。使得用户可以在用户端查看各子调度方案。

在另一本发明实施例中提供一种卫星资源调度系统，如图3所示，本发明实施例的卫星资源调度系统可执行本发明任意实施例所提供的卫星资源调度方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。与上述实施例中相同或者相似的技术术语将不再赘述。系统柜包括输入层1、协同层2、任务调度层3和观测资源层4。

输入层1用于接收观测任务，输入层1中包括任务管理模块和资源管理模块，任务管理模块用于管理任务，资源管理模块用于管理卫星资源。输入层1从资源管理模块中调取出卫星资源，从任务管理模块调取出任务对列，

协同层2接收任务对列和卫星资源，根据任务分配方法将观测任务对应的各个观测任务分发至卫星子调度中心，也即得到初始资源分配方案。

任务调度层3接收初始资源分配方案，计算每个卫星轨道上的观测任务的调度最优解，之后得到每个卫星轨道的调度方案，将每个卫星轨道的调度方案进行合并，得到目标卫星资源调度方案。之后计算总体观测收益值，在总体观测收益值不再预设范围内时，重新计算每个卫星轨道上的观测任务的调度最优解，之后经过上述相同步骤的计算，得到更新的目标卫星资源调度方案。再计算总体观测收益值，直到总体观测收益值在预设范围内，将更新的目标卫星资源调度方案作为最终的卫星资源调度方案。

观测资源层4用于接收卫星资源调度方案，也即目标资源调度方案，并基于目标资源调度方案调度卫星资源。可选的，观测资源层4监测卫星资源的状态，以及天气情况，并周期性的反馈问题至相对应的卫星子调度中心。

在另一本发明实施例中，提供了一种卫星资源调度装置，本发明实施例所提供的卫星资源调度装置可执行本发明任意实施例所提供的卫星资源调度方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图4所示，该装置包括：观测任务获取模块410、初始分配模块420、子调度方案获取模块430和卫星调度模块440；其中：

观测任务获取模块410，用于针对所述多个观测任务，针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；初始分配模块420，用于针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；子调度方案获取模块430，用于针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；卫星调度模块440，用于基于各个子调度方案调度卫星资源。

进一步的，本发明实施例中，初始分配模块420还用于：获取每个观测任务与卫星资源之间的观测机会、冲突度以及资源消耗度；根据观测机会、冲突度和资源消耗度计算得到每个观测任务与卫星子调度中心的匹配度；基于所述匹配度获得观测任务与卫星子调度中心的初始资源分配方案；其中，所述卫星子调度中心包括卫星资源，每个卫星资源包括多个卫星轨道。

进一步的，本发明实施例中，子调度方案获取模块430还用于：

获取每个观测任务的任务分配权重；根据每个观测任务的任务分配权重，确定任务分配顺序；根据所述任务分配顺序，依次计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率；基于所述分配率得到观测任务的目标观测任务，以得到卫星轨道的子调度方案。

进一步的，本发明实施例中，子调度方案获取模块430还用于：

针对多个观测任务，获取所述观测任务对应的参考参数，根据参考参数得到所述分配率；所述参考参数包括观测任务与相对应的卫星轨道之间的启发式因子、信息素因子、轨道禁忌因子以及所述任务分配权重。

进一步的，本发明实施例中，装置还包括：

方案更新模块，用于将各所述子调度方案合并，得到所述观测任务的当前调度方案；基于所述当前调度方案计算总体观测收益值；判断所述总体观测收益值是否满足预设观测阈值；在所述总体观测收益值不满足所述预设观测阈值的情况下，对各所述子调度方案进行更新，获得更新后的各个子调度方案，以基于更新后的各个子调度方案获得目标调度方案；在所述总体观测收益值满足所述预设观测阈值的情况下，将当前获得的更新的调度方案确定为目标调度方案；

所述卫星调度模块440还用于：基于目标调度方案调度卫星资源。

进一步的，本发明实施例中，方案更新模块还用于：

针对每个观测任务，更新所述观测任务与相对应的卫星资源之间的所述参考参数，根据更新后的参考参数得到所述观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，将观测任务分配到最高分配率的卫星轨道，以得到每个卫星轨道的更新的目标观测任务，得到更新后的各个子调度方案，基于各个更新后的子调度方案得到更新的调度方案，并在基于更新的调度方案计算得到的总体观测收益值满足预设观测阈值或者迭代次数达到预设数值时，将更新的调度方案作为目标调度方案。

进一步的，本发明实施例中，装置还包括：

显示模块，用于将所述目标调度方案推送至用户端，当接收到确认指令时，根据目标调度方案调度卫星资源。

本发明实施例的技术方案，通过周期性的获取周期内的多个观测任务，针对每个周期的多个观测任务，通过预定的任务分配方法对观测任务进行卫星资源的初始分配，得到初始资源分配方案，针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到卫星轨道的目标观测任务，进而得到卫星轨道的子调度方案，基于各个子调度方案调度卫星资源。本发明实施例的技术方案实现了针对观测任务进行卫星资源的调度，提高了卫星资源的利用率。

值得注意的是，上述装置所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

在另一本发明实施例中，提供了一种电子设备，图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性电子设备50的框图。图5显示的电子设备50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备50以通用计算设备的形式表现。电子设备50的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元501，系统存储器502，连接不同系统组件(包括系统存储器502和处理单元501)的总线503。

总线503表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

电子设备50典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备50访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器502可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)504和/或高速缓存存储器505。电子设备50可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统506可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线503相连。存储器502可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块507的程序/实用工具508，可以存储在例如存储器502中，这样的程序模块507包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块507通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

电子设备50也可以与一个或多个外部设备509(例如键盘、指向设备、显示器510等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备50交互的设备通信，和/或与使得该电子设备50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口511进行。并且，电子设备50还可以通过网络适配器512与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器512通过总线503与电子设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电子设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元501通过运行存储在系统存储器502中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的卫星资源调度方法。

在另一本发明实施例中，还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种卫星资源调度方法，所述方法包括：

针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；基于各个子调度方案调度卫星资源。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种卫星资源调度方法，其特征在于，包括：

针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；

针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；

针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；

基于各个子调度方案调度卫星资源。

2.根据权利要求1所述的卫星资源调度方法，其特征在于，所述通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案，包括：

获取每个观测任务与卫星资源之间的观测机会、冲突度以及资源消耗度；

根据观测机会、冲突度和资源消耗度计算得到每个观测任务与卫星子调度中心的匹配度；

基于所述匹配度获得观测任务与卫星子调度中心的初始资源分配方案；其中，所述卫星子调度中心包括卫星资源，每个卫星资源包括多个卫星轨道。

3.根据权利要求1所述的卫星资源调度方法，其特征在于，所述根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案，包括：

获取每个观测任务的任务分配权重；

根据每个观测任务的任务分配权重，确定任务分配顺序；

根据所述任务分配顺序，依次计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率；

基于所述分配率得到观测任务的目标观测任务，以得到卫星轨道的子调度方案。

4.根据权利要求3所述的卫星资源调度方法，其特征在于，所述计算每个观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，包括：

针对多个观测任务，获取所述观测任务对应的参考参数，根据参考参数得到所述分配率；所述参考参数包括观测任务与相对应的卫星轨道之间的启发式因子、信息素因子、轨道禁忌因子以及所述任务分配权重。

5.根据权利要求4所述的卫星资源调度方法，其特征在于，所述得到所述卫星轨道的子调度方案之后，还包括：

将各所述子调度方案合并，得到所述观测任务的当前调度方案；

基于所述当前调度方案计算总体观测收益值；

判断所述总体观测收益值是否满足预设观测阈值；

在所述总体观测收益值不满足所述预设观测阈值的情况下，对各所述子调度方案进行更新，获得更新后的各个子调度方案，以基于更新后的各个子调度方案获得目标调度方案；

在所述总体观测收益值满足所述预设观测阈值的情况下，将当前获得的更新的调度方案确定为目标调度方案；

所述基于各个子调度方案调度卫星资源，包括：

基于目标调度方案调度卫星资源。

6.根据权利要求5所述的卫星资源调度方法，其特征在于，所述对各所述子调度方案进行更新，获得更新后的各个子调度方案，以基于更新后的各个子调度方案获得目标调度方案，包括：

针对每个观测任务，更新所述观测任务与相对应的卫星资源之间的所述参考参数，根据更新后的参考参数得到所述观测任务与相对应的卫星轨道之间的分配率，将观测任务分配到最高分配率的卫星轨道，以得到每个卫星轨道的更新的目标观测任务，得到更新后的各个子调度方案，基于各个更新后的子调度方案得到更新的调度方案，并在基于更新的调度方案计算得到的总体观测收益值满足预设观测阈值或者迭代次数达到预设数值时，将更新的调度方案作为目标调度方案。

7.根据权利要求1所述的卫星资源调度方法，其特征在于，在所述得到所述卫星轨道的子调度方案之后，还包括：

将所述各子调度方案推送至用户端，当接收到确认指令时，根据各子调度方案调度卫星资源。

8.一种卫星资源调度装置，其特征在于，包括：

观测任务获取模块，用于针对所述多个观测任务，针对每个时间周期，获取在所述时间周期内的多个观测任务；

初始分配模块，用于针对所述多个观测任务，通过预定的任务分配方法对所述观测任务进行观测资源的初始分配，得到初始资源分配方案；所述任务分配方法包括观测机会、冲突度和资源消耗度中的至少一项；所述观测资源的信息包括卫星资源的信息，卫星资源的信息包括卫星型号、卫星类型以及卫星轨道；

子调度方案获取模块，用于针对初始资源分配方案中的每个卫星轨道，根据所述卫星轨道对应的至少一个观测任务，得到所述卫星轨道的目标观测任务，以得到所述卫星轨道的子调度方案；

卫星调度模块，用于基于各个子调度方案调度卫星资源。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的卫星资源调度方法。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的卫星资源调度方法。

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