1.本发明涉及遥感卫星技术领域，尤其涉及一种基于观测需求冲突度 的多星协同任务筹划方法和装置。
背景技术：2.遥感需求剧增而单一卫星能力有限背景下，多星协同配合使用是满 足多样化、多用户观测需求的重要手段。但是多星协同配合使用存在综 合观测任务优先等级、卫星能力约束和卫星，在执行不同观测任务时会 呈现出资源使用冲突。因此，进行多星协同任务筹划多星协同配合的关 键则是多星协同任务筹划，即面向观测需求，基于卫星载荷类型、卫星 能力和各项使用约束，如何进行资源使用冲突消解，将合适的遥感卫星 资源分配给合适的观测需求，充分发挥卫星使用效能。
技术实现要素：3.鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于观测需求冲突度 的多星协同任务筹划方法和装置，用以解决现有多星协同配合使用在执 行不同观测任务时会呈现出资源使用冲突的问题。
4.一方面，本发明实施例提供了一种基于观测需求冲突度的多星协同 任务筹划方法，包括：针对每个观测需求，根据所述每个观测需求相匹 配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于所述每个观测需求的一个 或多个观测机会；根据所述观测机会的数量和观测需求优先级选择特定 观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会；计算分别与所述 一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与所述 一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；以及针对所述特定观测需 求，将所述一组观测需求冲突度进行比较并优先选择所述一组观测需求 冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会以进行观测。
5.上述技术方案的有益效果如下：通过计算分别与一组观测机会存在 时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与一组观测机会相对应的 一组观测需求冲突度，能够满足观测机会少的任务的观测需求，提高需 求的满足率。针对特定观测需求，优先选择一组观测需求冲突度中观测 需求冲突度最小的观测机会能够提升卫星资源使用效率。
6.基于上述方法的进一步改进，在计算用于所述每个观测需求的一个 或多个观测机会之前还包括：获取多个观测需求信息，其中，每个观测 需求信息包括第一传感器类型、第一观测有效时间区间、第一分辨率要 求、观测频次和观测优先级：获取观测资源信息，其中，所述观测资源 信息包括多个卫星的属性信息，每个卫星的属性信息包括第二传感器类 型、第二观测有效时间区间和第二分辨率；以及利用所述观测需求信息 和观测资源信息将所述多个观测需求与所述观测资源进行匹配，以获取 与所述每个观测需求相匹配的观测资源。
7.基于上述方法的进一步改进，将所述多个观测需求与所述观测资源 进行匹配包
括：所述第二传感器类型在所述第一传感器类型的范围内； 所述第二分辨率在所述第一分辨率的范围内；以及所述第二观测有效时 间区间在所述第一观测有效时间区间内。
8.基于上述方法的进一步改进，针对每个观测需求，根据所述每个观 测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于所述每个观测 需求的一个或多个观测机会进一步包括：针对观测需求scoutdemd，在与 所述观测需求scoutdemd相匹配的观测资源sat(scoutdemd)和观测有效 时间区间timesecd内，其观测机会为：
[0009][0010]
其中，为第1至第nums个卫星，并且
ꢀꢀꢀ
分别为第1至第nums个观测机会对应的起始时间 点，分别为第1至第nums个观测机会对应的结束时 间点，d为观测需求序号。
[0011]
基于上述方法的进一步改进，根据所述观测机会的数量和观测需求 优先级选择特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会进 一步包括：从所述多个观测需求中选择观测机会最少的观测需求作为所 述特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会；或者当同 时存在多个观测机会最少的观测需求时，选择所述观测优先级高的特定 观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会。
[0012]
基于上述方法的进一步改进，计算分别与所述一组观测机会存在时 序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与所述一组观测机会相对应 的一组观测需求冲突度进一步包括：计算与所述一组观测机会中的第一 观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的第一观测需求的数量作为与 所述一组观测机会相对应的第一观测需求冲突度；计算与所述一组观测 机会中的第二观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的第二观测需求 的数量作为与所述一组观测机会相对应的第二观测需求冲突度；计算与 所述一组观测机会中的第n观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的 第n观测需求的数量作为与所述一组观测机会相对应的第n观测需求冲 突度，其中，所述n为一组观测集合中的观测集合的数量，其中，n为3 至n，n为大于3的正整数。
[0013]
基于上述方法的进一步改进，针对所述特定观测需求，将所述一组 观测需求冲突度进行比较并优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需 求冲突度最小的观测机会进一步包括：当所述第一观测需求冲突度与所 述第二观测需求冲突度相同并且小于所述第n观测需求冲突度时，将所 述第一观测需求的第一观测优先级与第二观测需求的第二观测优先级进 行比较；以及当所述第一观测优先级大于所述第二观测优先级时，选择 所述第一观测机会。
[0014]
基于上述方法的进一步改进，基于观测需求冲突度的多星协同任务 筹划方法进一步包括：重复执行根据权利要求1所述的各个步骤，直到 多次执行以下步骤，直到遍历全部观测需求。
[0015]
另一方面，本发明实施例提供了一种基于观测需求冲突度的多星协 同任务筹划
装置，包括：观测机会计算模块，用于针对每个观测需求， 根据所述每个观测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用 于所述每个观测需求的一个或多个观测机会；观测需求选择模块，用于 根据所述观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向所 述特定观测需求分配一组观测机会；冲突度计算模块，用于计算分别与 所述一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与 所述一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；以及观测机会选择模 块，用于针对所述特定观测需求，将所述一组观测需求冲突度进行比较 并优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会。
[0016]
基于上述装置的进一步改进，基于观测需求冲突度的多星协同任务 筹划装置还包括观测需求获取模块、观测资源获取模块和匹配模块，其 中，所述观测需求获取模块，用于获取多个观测需求，其中，每个观测 需求包括第一传感器类型、第一观测有效时间区间、第一分辨率要求、 观测频次和观测优先级：所述观测资源获取模块，用于获取观测资源， 其中，所述观测资源包括多个卫星，每个卫星的属性包括第二传感器类 型、第二观测有效时间区间和第二分辨率；以及所述匹配模块，用于将 所述多个观测需求与所述观测资源进行匹配，以获取与所述每个观测需 求相匹配的观测资源。
[0017]
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
[0018]
1、首先选择可用观测机会最少的观测需求，当同时存在多个观测机 会最少的观测需求，选择优先级高的观测需求先行进行观测机会分配。 这样可以在有限的观测资源情况下，能够满足高优先级的观测需求，实 现高优先级任务的最大效率保障。
[0019]
2、通过计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观 测需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度，能够满 足观测机会少的任务的观测需求，提高需求的满足率。
[0020]
3、针对每个观测需求，比较其可用观测机会对应的需求冲突度，优 先选择需求冲突度小的观测机会，当对应的需求冲突度相同时，选择冲 突需求优先级小的观测机会。这样充分考虑了观测任务优先级以及资源 的满足度，能够最大限度满足高优先级需求优先保障要求和提升卫星资 源使用效率。
[0021]
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优 选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且， 部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本 发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来 实现和获得。
附图说明
[0022]
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制， 在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0023]
图1为根据本发明实施例的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹 划方法的流程图；
[0024]
图2为根据本发明实施例提供的基于观测需求冲突度的多星协同任 务筹划方法的流程示意图；
[0025]
图3是本发明实施例提供的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹 划装置的结
构图；
[0026]
图4为根据本发明实施例的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹 划装置的框图。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本 申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用 于限定本发明的范围。
[0028]
本发明的一个具体实施例，公开了一种基于观测需求冲突度的多星 协同任务筹划方法。参考图1，基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划 方法包括：在步骤s102中，针对每个观测需求，根据每个观测需求相匹 配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于每个观测需求的一个或多 个观测机会；在步骤s104中，根据观测机会的数量和观测需求优先级选 择特定观测需求，以向特定观测需求分配一组观测机会；在步骤s106中， 计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量 作为与一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；以及在步骤s108中， 针对特定观测需求，将一组观测需求冲突度进行比较并优先选择一组观 测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会以进行观测。
[0029]
与现有技术相比，本实施例提供的一种基于观测需求冲突度的多星 协同任务筹划方法中，通过计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观 测机会对应的观测需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观测需求 冲突度，能够满足观测机会少的任务的观测需求，提高需求的满足率。 针对所述特定观测需求，优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需求 冲突度最小的观测机会能够提升卫星资源使用效率。
[0030]
下文中，将参考图1和图2，对根据本发明实施例的基于观测需求冲 突度的多星协同任务筹划方法的各个步骤进行详细描述。
[0031]
参考图2，在计算用于每个观测需求的一个或多个观测机会之前还包 括：获取多个观测需求信息，其中，每个观测需求信息包括第一传感器 类型、第一观测有效时间区间、第一分辨率要求、观测频次和观测优先 级。获取观测资源信息，其中，观测资源信息包括多个卫星的属性信息， 每个卫星的属性信息包括第二传感器类型、第二观测有效时间区间和第 二分辨率。然后，利用观测需求信息和观测资源信息将多个观测需求与 观测资源进行匹配，以获取与每个观测需求相匹配的观测资源。具体地， 将多个观测需求与观测资源进行匹配包括：第二传感器类型在第一传感 器类型的范围内；第二分辨率在第一分辨率的范围内；以及第二观测有 效时间区间在第一观测有效时间区间内。
[0032]
在步骤s102中，针对每个观测需求，根据每个观测需求相匹配的观 测资源和观测有效时间区间，计算用于每个观测需求的一个或多个观测 机会。具体地，针对每个观测需求，根据每个观测需求相匹配的观测资 源和观测有效时间区间，计算用于每个观测需求的一个或多个观测机会 进一步包括：针对观测需求scoutdemd，在与观测需求scoutdemd相匹配 的观测资源sat(scoutdemd)和观测有效时间区间timesecd内，其观测 机会为：
[0033]
[0034]
其中，为第1至第nums个卫星，并且
ꢀꢀ
分别为第1至第nums个观测机会对应的起始时间 点，分别为第1至第nums个观测机会对应的结束时 间点，d为观测需求序号。
[0035]
在步骤s104中，根据观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观 测需求，以向特定观测需求分配一组观测机会。具体地，根据观测机会 的数量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向特定观测需求分配一 组观测机会进一步包括：从多个观测需求中选择观测机会最少的观测需 求作为特定观测需求，以向特定观测需求分配一组观测机会；或者当同 时存在多个观测机会最少的观测需求时，选择观测优先级高的特定观测 需求，以向特定观测需求分配一组观测机会。
[0036]
在步骤s106中，计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观测机会 对应的观测需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度。 具体地，计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测 需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度进一步包括： 计算与一组观测机会中的第一观测机会存在时序冲突的观测机会相对应 的第一观测需求的数量作为与一组观测机会相对应的第一观测需求冲突 度；计算与一组观测机会中的第二观测机会存在时序冲突的观测机会相 对应的第二观测需求的数量作为与一组观测机会相对应的第二观测需求 冲突度；计算与一组观测机会中的第n观测机会存在时序冲突的观测机 会相对应的第n观测需求的数量作为与一组观测机会相对应的第n观测 需求冲突度，其中，n为一组观测集合中的观测集合的数量，其中，n为 3至n，n为大于3的正整数。
[0037]
在步骤s108中，针对特定观测需求，将一组观测需求冲突度进行比 较并优先选择一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会以 进行观测。具体地，针对特定观测需求，将一组观测需求冲突度进行比 较并优先选择一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会进 一步包括：当第一观测需求冲突度与第二观测需求冲突度相同并且小于 第n观测需求冲突度时，将第一观测需求的第一观测优先级与第二观测 需求的第二观测优先级进行比较；以及当第一观测优先级大于第二观测 优先级时，选择第一观测机会。
[0038]
重复执行以上所述的各个步骤s102、步骤s104、步骤s106和步骤 s108，直到多次执行以下步骤，直到遍历全部观测需求。
[0039]
本发明的一个具体实施例，公开了一种基于观测需求冲突度的多星 协同任务筹划装置。参考图4，基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划 装置包括：观测机会计算模块402，用于针对每个观测需求，根据每个观 测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于每个观测需求 的一个或多个观测机会；观测需求选择模块404，用于根据观测机会的数 量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向特定观测需求分配一组观 测机会；冲突度计算模块406，用于计算分别与一组观测机会存在时序冲 突的观测机会对应的观测需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观 测需求冲突度；观测机会选择模块408，用于针对特定观测需求，将一组 观测需求冲突度进行比较并优先选择一组观测需求冲突度
中观测需求冲 突度最小的观测机会。
[0040]
基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置还包括观测需求获取 模块、观测资源获取模块和匹配模块，其中，观测需求获取模块，用于 获取多个观测需求，其中，每个观测需求包括第一传感器类型、第一观 测有效时间区间、第一分辨率要求、观测频次和观测优先级；观测资源 获取模块，用于获取观测资源，其中，观测资源包括多个卫星，每个卫 星的属性包括第二传感器类型、第二观测有效时间区间和第二分辨率； 以及匹配模块，用于将多个观测需求与观测资源进行匹配，以获取与每 个观测需求相匹配的观测资源。
[0041]
下文中，将参考图2和图3以具体实例的方式，对根据本发明实施 例的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法和装置进行详细描述。
[0042]
本发明所需解决的技术问题，在于综合观测任务优先等级、卫星能 力约束和卫星在执行不同观测任务时呈现出的资源使用冲突程度，进行 多星协同任务筹划，参见图2，具体包括以下步骤：
[0043]
(1)观测需求受理：受理观测需求，并同步获取详细观测需求信息， 包括传感器类型、观测有效时间区间、分辨率要求、观测频次等信息。
[0044]
(2)观测资源匹配：根据详细观测需求和卫星传感器类型、分辨率 等属性进行观测需求与遥感卫星匹配。
[0045]
(3)观测机会计算：针对每个观测需求和与之匹配的遥感卫星，在 观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会。
[0046]
(4)观测需求选择：顺序依据可用观测机会、观测需求优先级确定 优先选择观测机会的观测需求。
[0047]
(5)冲突度计算：针对每个观测需求，计算与此观测机会冲突的观 测机会对应的观测需求数量，记为观测需求冲突度。
[0048]
(6)观测机会优选：依据观测需求冲突度和观测需求优先级为每个 观测需求优选观测机会。
[0049]
循环进行步骤(4)、(5)、(6)，直至全部观测需求完成遍历。
[0050]
参见图1，对一种基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法进一 步说明，具体如下：
[0051]
(1)受理观测需求。获取观测需求对于传感器类型、观测有效时间 区间、分辨率要求、观测频次、观测优先级等信息。
[0052]
对于观测频次大于1的观测需求，结合观测有效时间区间分解为多 个观测频次为1的多个观测需求。观测需求表述为：
[0053]
scoutdem＝{sensortype,timesec,reso,freq,priority}
[0054]
其中观测需求各要素可分别表述为：
[0055]
sensortype＝《ccd,sar,isr》
[0056]
timesec＝[s_time,e_time]
[0057]
reso＝{(0,ccd_reso],(0,sar_reso],(0,isr_reso]}
[0058]
freq＝1
[0059]
priority＝pri
[0060]
观测需求集合可表述为：
[0061]
scoutdem＝{scoutdem1,scoutdem2,
…
,scoutdemd,
…
,scoutdem
num
}
[0062]
其中，scoutdem为观测需求，sensortype为传感器类型，timesec为观 测有效时间区间，reso为分辨率要求，freq为观测频次，priority观测优 先级；ccd为光电传感器，ccd_reso为光电传感器的分辨率的最大值，sar 为雷达传感器，sar_reso为雷达传感器的分辨率的最大值，isr为红外传 感器，isr_reso为红外传感器的分辨率的最大值，s_time为观测机会对应 的开始时间点，e_time为观测机会对应的结束时间点，scoutdem1、 scoutdem2、
…
、scoutdemd、
…
、scoutdem
num
分别为第一观测需求、第 二观测需求、第d观测需求、第num观测需求。
[0063]
(2)观测资源匹配。根据详细观测需求和卫星传感器类型、分辨率 等属性，对参与保障观测需求的卫星集合进行筛选。
[0064]
设卫星集合为sat＝{sat1,sat2,l,satd,l,sat
numsat
}，各卫星属性包括传感器类型 sensor、分辨率reso，对应于观测需求scoutdemd的匹配观测资源集合表示 为：
[0065][0066]
如观测需求scoutdemd各要素为sensortyped＝《ccd,sar》、 resod＝{(0,2],(0,5]}，其中，分辨率为0至2米，以及分辨率为0至5米， 现有卫星集合为：
[0067]
sat＝{{ccd,1},{sar,3},{ccd,1.5},{isr,5},{ccd,2}}，
[0068]
则观测需求匹配观测资源集合为：
[0069]
sat(scoutdemd)＝{sat1,sat2,sat3,sat5}，
[0070]
(3)观测机会计算。针对每个观测需求和与之匹配的遥感卫星，在 观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会。不同的卫星 有不同的轨道，可以对卫星星下点(星下点轨迹(track of subsatellite point) 人造地球卫星在地面的投影点(或卫星和地心连线与地面的交点)称星 下点，用地理经、纬度表示。卫星运动和地球自转使星下点在地球表面 移动，形成星下点轨迹)左右部分进行观测，实现目标观测，其观测机 会计算如下：
[0071]
经卫星轨道外推和目标访问计算，针对观测需求scoutdemd，在匹配 观测资源sat(scoutdemd)和观测有效时间区间timesecd内，其观测机会为：
[0072][0073]
其中，为 第1至第nums个卫星；
[0074]
d为观测需求序 号，分别为第1至第nums个观测机会对应的起始时 间点，分别为第1至第nums个观测机会对应的结束 时间点。
[0075]
(4)观测需求选择。首先选择可用观测机会最少的观测需求，当同 时存在多个观测机会最少的观测需求，选择优先级高的观测需求先行进 行观测机会分配。这样可以在有限的观测资源情况下，能够满足高优先 级的观测需求，实现高优先级任务的最大效率保
障。
[0076]
如观测需求scoutdem1对应各要素为：
[0077]
scoutdem1＝{《ccd,sar》,timesec1,reso1,1,5}
[0078]
对应观测机会为：
[0079][0080]
观测需求scoutdem2对应各要素为：
[0081]
scoutdem2＝{《ccd,sar》,timesec2,reso2,1,3}
[0082]
对应观测机会为：
[0083][0084]
观测需求scoutdem3对应各要素为：
[0085]
scoutdem3＝{《ccd,sar》,timesec3,reso3,1,6}
[0086]
对应观测机会为：
[0087][0088]
根据上述原则，首先应观测需求scoutdem1进行观测机会的分配。
[0089]
(5)冲突度计算。选定待分配观测机会的观测需求后，需要计算将 观测机会分配给该观测需求后，与此观测机会冲突的观测机会对应的观 测需求数量，作为后续观测需求冲突度，为每个观测需求优选观测机会 的依据。通过冲突度计算，可以满足观测机会少的任务的观测需求，提 高需求的满足率。
[0090]
针对观测需求scoutdem1，有2次观测机会，分别计算如果将2次观 测机会分配给观测需求scoutdem1，通过卫星载荷时序约束判断，与这两 次观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量，如对应观测 机会与之冲突的观测机会对应的观测需求数量为对应的冲突需求优先级最大为观测机会对应与之 冲突观测机会对应的观测需求数量为对应的冲突需求优先级最 大为
[0091]
(6)观测机会优选。针对每个观测需求，比较其可用观测机会对应 的需求冲突度，优先选择需求冲突度小的观测机会，当对应的需求冲突 度相同时，选择冲突需求优先级小的观测机会。即如的观测机会。即如则选择观测机会以满足观测需求scoutdem1； 如且则选择观测机会 否则选择观测机会该步骤充分考虑了 观测任务优先级以及资源的满足度，能够最大限度满足高优先级需求优 先保障要求和提升卫星资源使用效率。
[0092]
循环进行步骤(4)、(5)、(6)，直至全部观测需求完成遍历。
[0093]
图3示出了基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置的结构。 参见图3，例如，所述基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置200 可以用于充当遥感卫星群控系
统中的任务筹划主机。如本文所述，基于 观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置200可以用于在遥感卫星群控 系统中实现对观测任务的筹划功能。基于观测需求冲突度的多星协同任 务筹划装置200可以在单个节点中实现，或者基于观测需求冲突度的多 星协同任务筹划装置200的功能可以在网络中的多个节点中实现。本领 域的技术人员应意识到，术语基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划 装置包括广泛意义上的设备，图3中示出的基于观测需求冲突度的多星 协同任务筹划装置200仅是其中一个示例。包括基于观测需求冲突度的 多星协同任务筹划装置200是为了表述清楚，并不旨在将本发明的应用 限制为特定的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置实施例或某 一类基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置实施例。本发明所述 的至少部分特征/方法可以在网络装置或组件，例如，基于观测需求冲突 度的多星协同任务筹划装置200中实现。例如，本发明中的特征/方法可 以采用硬件、固件和/或在硬件上安装运行的软件实现。基于观测需求冲 突度的多星协同任务筹划装置200可以是任何通过网络处理，存储和/或 转发数据帧的设备，例如，服务器，客户端，数据源等。如图2所示， 基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置200可以包括收发器 (tx/rx)210，其可以是发射器，接收器，或其组合。tx/rx 210可以耦 合到多个端口250(例如上行接口和/或下行接口)，用于从其他节点发 送和/或接收帧。处理器230可耦合至tx/rx 210，以处理帧和/或确定向 哪些节点发送帧。处理器230可以包括一个或多个多核处理器和/或存储 器设备232，其可以用作数据存储器，缓冲区等。处理器230可以被实现 为通用处理器，或者可以是一个或多个专用集成电路(application specificintegrated circuit，简称asic)和/或数字信号处理器(digital signal processor， 简称dsp)的一部分。
[0094]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于观测需求冲突度的多 星协同任务筹划方法，所述方法包括：针对每个观测需求和与之匹配的 遥感卫星，在观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会； 综合运用观测机会和观测需求优先级，选择观测需求进行观测机会分配； 计算将此观测机会分配给该观测需求后，与此观测机会冲突的观测任务 对应的观测需求数量；比较其可用观测机会对应的需求冲突度，优先选 择需求冲突度小的观测机会。
[0095]
在一些实施方式中，针对每个观测需求和与之匹配的遥感卫星，在 观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会，包括：针对 观测需求scoutdemd，在匹配观测资源sat(scoutdemd)和观测有效时间区间 timesecd内，其观测机会为：
[0096][0097]
其中，sat∈sat(scoutdemd)，为第i个观测机 会对应的起始时间点，为第i个观测机会对应的结束时间点。
[0098]
在一些实施方式中，根据计算得到的观测机会数量，选择对应的观 测需求，包括：选择可用观测机会最少的观测需求；或者当同时存在多 个观测机会最少的观测需求，选择优先级高的观测需求先行进行观测机 会分配。
[0099]
在一些实施方式中，计算将此观测机会分配给该观测需求后，观测 需求的可用观测机会对应的需求冲突度，包括：计算与此观测机会存在 时序冲突的观测机会对应的观测
需求的数量，即为观测需求冲突度。
[0100]
在一些实施方式中，比较其可用观测机会对应的需求冲突度，优先 选择需求冲突度小的观测机会，包括：比较其可用观测机会对应的观测 需求冲突度，优先选择观测需求冲突度小的观测机会；当对应的观测需 求冲突度相同时，选择冲突需求优先级小的观测机会。
[0101]
在一些实施方式中，还包括：在针对每个观测需求和与之匹配的遥 感卫星，在观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会之 前，受理观测需求，并且获取观测需求对于传感器类型、观测有效时间 区间、分辨率要求、观测频次、观测优先级的信息。
[0102]
在一些实施方式中，还包括：在针对每个观测需求和与之匹配的遥 感卫星，在观测有效时间区间内进行观测机会预报，计算其观测机会之 前，受理观测需求，并且获取观测需求对于传感器类型、观测有效时间 区间、分辨率要求、观测频次、观测优先级的信息之后，根据详细观测 需求和卫星传感器类型、分辨率的属性，对参与保障观测需求的卫星集 合进行筛选。
[0103]
此外，本发明还提供了一种基于观测需求冲突度的多星协同任务筹 划装置，所述装置包括：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根据前文所述的基于观测需求冲突度的多 星协同任务筹划方法。
[0104]
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
[0105]
本发明通过计算对观测需求分配观测机会之后，可用观测机会的需 求冲突程度，进行多星协同任务筹划。
[0106]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程， 可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计 算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、 只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0107]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围 并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，包括：针对每个观测需求，根据所述每个观测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于所述每个观测需求的一个或多个观测机会；根据所述观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会；计算分别与所述一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与所述一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；以及针对所述特定观测需求，将所述一组观测需求冲突度进行比较并优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会以进行观测。2.根据权利要求1所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，在计算用于所述每个观测需求的一个或多个观测机会之前还包括：获取多个观测需求信息，其中，每个观测需求信息包括第一传感器类型、第一观测有效时间区间、第一分辨率要求、观测频次和观测优先级：获取观测资源信息，其中，所述观测资源信息包括多个卫星的属性信息，每个卫星的属性信息包括第二传感器类型、第二观测有效时间区间和第二分辨率；以及利用所述观测需求信息和观测资源信息将所述多个观测需求与所述观测资源进行匹配，以获取与所述每个观测需求相匹配的观测资源。3.根据权利要求2所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，将所述多个观测需求与所述观测资源进行匹配包括：所述第二传感器类型在所述第一传感器类型的范围内；所述第二分辨率在所述第一分辨率的范围内；以及所述第二观测有效时间区间在所述第一观测有效时间区间内。4.根据权利要求2所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，针对每个观测需求，根据所述每个观测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于所述每个观测需求的一个或多个观测机会进一步包括：针对观测需求scoutdem
d
，在与所述观测需求scoutdem
d
相匹配的观测资源sat(scoutdem
d
)和观测有效时间区间timesec
d
内，其观测机会为：其中，为第1至第nums个卫星，并且并且并且分别为第1至第nums个观测机会对应的起始时间点，分别为第1至第nums个观测机会对应的结束时间点，d为观测需求序号。5.根据权利要求2所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，根据所述观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向所述特定观测需求分
配一组观测机会进一步包括：从所述多个观测需求中选择观测机会最少的观测需求作为所述特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会；或者当同时存在多个观测机会最少的观测需求时，选择所述观测优先级高的特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会。6.根据权利要求2所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，计算分别与所述一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与所述一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度进一步包括：计算与所述一组观测机会中的第一观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的第一观测需求的数量作为与所述一组观测机会相对应的第一观测需求冲突度；计算与所述一组观测机会中的第二观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的第二观测需求的数量作为与所述一组观测机会相对应的第二观测需求冲突度；和/或计算与所述一组观测机会中的第n观测机会存在时序冲突的观测机会相对应的第n观测需求的数量作为与所述一组观测机会相对应的第n观测需求冲突度，其中，所述n为一组观测集合中的观测集合的数量，其中，n为3至n，n为大于3的正整数。7.根据权利要求6所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，针对所述特定观测需求，将所述一组观测需求冲突度进行比较并优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会进一步包括：当所述第一观测需求冲突度与所述第二观测需求冲突度相同并且小于所述第n观测需求冲突度时，将所述第一观测需求的第一观测优先级与第二观测需求的第二观测优先级进行比较；以及当所述第一观测优先级大于所述第二观测优先级时，选择所述第一观测机会。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法，其特征在于，进一步包括：重复执行根据权利要求1所述的各个步骤，直到多次执行以下步骤，直到遍历全部观测需求。9.一种基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置，其特征在于，包括：观测机会计算模块，用于针对每个观测需求，根据所述每个观测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间，计算用于所述每个观测需求的一个或多个观测机会；观测需求选择模块，用于根据所述观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观测需求，以向所述特定观测需求分配一组观测机会；冲突度计算模块，用于计算分别与所述一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与所述一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；观测机会选择模块，用于针对所述特定观测需求，将所述一组观测需求冲突度进行比较并优先选择所述一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会。10.根据权利要求9所述的基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划装置，其特征在于，还包括观测需求获取模块、观测资源获取模块和匹配模块，其中，所述观测需求获取模块，用于获取多个观测需求，其中，每个观测需求包括第一传感器类型、第一观测有效时间区间、第一分辨率要求、观测频次和观测优先级；所述观测资源获取模块，用于获取观测资源，其中，所述观测资源包括多个卫星，每个
卫星的属性包括第二传感器类型、第二观测有效时间区间和第二分辨率；以及所述匹配模块，用于将所述多个观测需求与所述观测资源进行匹配，以获取与所述每个观测需求相匹配的观测资源。
技术总结本发明涉及一种基于观测需求冲突度的多星协同任务筹划方法和装置，属于遥感卫星技术领域，解决了现有多星协同配合使用在执行不同观测任务时会呈现出资源使用冲突的问题。方法包括：针对每个观测需求，根据每个观测需求相匹配的观测资源和观测有效时间区间计算一个或多个观测机会；根据观测机会的数量和观测需求优先级选择特定观测需求；计算分别与一组观测机会存在时序冲突的观测机会对应的观测需求数量作为与一组观测机会相对应的一组观测需求冲突度；及针对特定观测需求，将一组观测需求冲突度进行比较并优先选择一组观测需求冲突度中观测需求冲突度最小的观测机会以进行观测。提高观测需求的满足率并提升卫星资源使用效率。使用效率。使用效率。
技术研发人员：李子杰 徐崇彦 杨斌 张丽霞 周敬博 赵玉春 王剑锋 战凤翔 黄金 尚婧
受保护的技术使用者：北京市遥感信息研究所
技术研发日：2022.05.31
技术公布日：2022/11/1
