敏捷对地卫星的协调控制策略

1.一种敏捷对地卫星的协调控制策略，其特征在于，协调控制策略中的每一次规划包括任务规划和动作规划，每一次完整的规划过程在时间上与卫星实施执行方案同时进行，动作规划结束后选取一部分动作规划方案中的卫星动作构建执行窗口，并将执行窗口中卫星动作序列作为本次规划最终的规划结果，即执行方案，协调控制策略的每一次完整的规划过程都包括下述步骤：建立任务规划滚动窗口、任务规划、建立动作规划窗口、动作规划和建立执行窗口；任务规划滚动窗口由等待规划任务构成，假设当前任务规划滚动窗口开始时刻为t，相邻的下一个任务规划滚动窗口开始时刻为t″，任务规划滚动窗口时间区间为T，在建立任务规划滚动窗口之前，首先，将所有在t″时刻至t″+T时刻之间存在观测时间窗口的等待规划任务组成观测任务集合Observe(t)，如果Observe(t)不为空，那么按照时间窗口开始时间的先后顺序对观测任务进行排序，当任务有多个时间窗口时，依据其最早可用时间窗口参与排序，如果两个任务的时间窗口开始时间相同，则按照优先级从高到低的顺序进行排序，如果两个任务的优先级相同，则随机确定两个任务的前后关系；然后，将所有在t″时刻至t″+T时刻之间存在数据回传时间窗口的等待规划任务组成数据回传任务集合Transmission(t)，如果Transmission(t)不为空，则任务按照从前至后，优先级由高至低的顺序进行排序，如果两个数据回传任务的优先级相同，则随机确定两个任务的前后关系；最后，将排序之后的Transmission(t)和Observe(t)首尾相接，并从前至后一共选择min(|Transmission(t)|+|Observe(t)|，k)个任务构成任务集合ScheduleWin(t)；其中，ScheduleWin(t)表示t时刻的任务规划滚动窗口，k表示任务规划滚动窗口内任务数量上限。 2.如权利要求1所述的敏捷对地卫星的协调控制策略，其特征在于，在建立动作规划窗口时，执行方案中的动作数量来控制执行和规划的持续时间，从而保证较高的规划频率，以实现对动态观测需求的快速响应。 3.如权利要求1所述的敏捷对地卫星的协调控制策略，其特征在于，设置动作间最大时间间隔上限对执行方案做进一步限制，当执行方案中出现两个连续动作Action1和Action2，且Action1和Action2之间的时间间隔大于k″′时，那么将执行方案中Action2及其之后的所有动作删除，保证执行方案中的任意两个连续的动作之间的时间间隔都小于等于k″′，k″′表示动作间最大时间间隔上限。 4.如权利要求1所述的敏捷对地卫星的协调控制策略，其特征在于，采用自上而下方式的层次有限状态机对协调控制策略进行建模，逐步细化每一层的每一个状态得到更加底层的状态，从而完成有限状态机的构建，其中的“建模”具体包括：首先，确定顶层所有状态以及各个状态间的转换关系；然后，从确定好的状态中挑选出类似的状态，构建父状态，用父状态间的转换关系代替子状态间的转换关系；最后，将父状态看作新的子状态，重新构建新的父状态。 5.如权利要求1所述的敏捷对地卫星的协调控制策略，其特征在于，第1次滚动中，卫星刚刚启动自主规划模块，并第1次建立任务规划滚动窗口，所以卫星此阶段没有执行任何执行方案；第1次决策完成后开始第2次滚动；从第2次滚动开始，每次滚动中都有执行方案正在被执行，并且每一次制定执行方案结束时刻都与最后一个卫星动作的结束时刻相同；从第2次滚动开始，每次制定执行方案结束时刻和建立任务规划滚动窗口时刻都是确定的，根据两个确定的时间向时间轴中间逐个计算，确定每个事件的触发时间；对于第1次滚动，建立任务规划滚动窗口时刻是已知的，但制定执行方案结束时刻无法预知，所以将任务规划持续时间和动作规划持续时间设置为固定值，确定每个事件的触发时间；第1次滚动中，各个事件的触发时间的计算步骤如下：步骤1：计算∑ 2 中的任务规划滚动窗口开始时刻schedulewin 1 ，计算公式如下：schedulewin 1 ＝T (3.3)步骤2：计算∑ 3 中的任务规划滚动窗口结束时刻schedulewin′ 1 ，计算公式如下：schedulewin′ 1 ＝schedulewin 1 +duration schedulewin (3.4)步骤3：计算∑ 3 中的任务规划开始时刻schedule 1 ，计算公式如下：schedule 1 ＝schedulewin′ i +1 (3.5)步骤4：计算任务规划结束时刻schedule′ 1 ，计算公式如下：schedule′ 1 ＝schedule 1 +duration schedule (3.6)步骤5：计算动作规划窗口开始时刻planwin 1 ，计算公式如下：planwin i ＝schedule′ 1 +1 (3.7)步骤6：计算∑ 4 中的动作规划窗口结束时刻planwin′ 1 ，计算公式如下：planwin′ i ＝planwin i +duration planwin (3.8)步骤7：计算∑ 4 中的动作规划开始时刻plan 1 ，计算公式如下：plan 1 ＝planwin′ i +1 (3.9)步骤8：计算动作规划结束时刻plan′ 1 ，计算公式如下：plan′ 1 ＝plan 1 +duration plan (3.10)步骤9：计算∑ 2 中的制定执行方案时刻decision 1 ，计算公式如下：decision 1 ＝plan′ 1 +1 (3.11)步骤10：计算制定执行方案结束时刻decision′ 1 ，计算公式如下：decision′ 1 ＝decision 1 +duration decision (3.12)从第2次滚动开始，各个事件的触发时间的计算步骤如下：步骤1：计算∑ 2 中的任务规划滚动窗口开始时刻schedulewin i ，计算公式如下：schedulewin i ＝decision′ i-1 +1 (3.13)步骤2：计算∑ 3 中的任务规划滚动窗口结束时刻schedulewin′ i ，计算公式如下：schedulewin′ i ＝schedulewin i +duration schedulewin (3.14)步骤3：计算∑ 3 中的任务规划开始时刻schedule i ，计算公式如下：schedule i ＝schedulewin′ i +1 (3.15)步骤4：计算制定执行方案结束时刻decision′ i ，计算公式如下：decision′ i ＝execution′ i-1 (3.16)步骤5：计算任务规划结束时刻schedule′ i ，计算公式如下：schedule′ i ＝schedule i +(decision′ i -schedulewin i -duration schedulewin -duration planwin -duration decision )/2 (3.17)步骤6：计算动作规划窗口开始时刻planwin i ，计算公式如下：planwin i ＝schedule′ i +1 (3.18)步骤7：计算∑ 4 中的动作规划窗口结束时刻planwin′ i ，计算公式如下：planwin′ i ＝planwin i +duration planwin (3.19)步骤8：计算∑ 4 中的动作规划开始时刻plan i ，计算公式如下：plan i ＝planwin′ i +1 (3.20)步骤9：计算∑ 2 中的制定执行方案时刻decision i ，计算公式如下：decision i ＝decision′ i -duration decision (3.21)；∑表示协调控制策略的有限状态机模型中的事件，∑＝{∑ 1 ，∑ 2 ，∑ 3 ，∑ 4 ，∑ 5 }，T表示当前时刻，i表示滚动的次数，duration schedulewin 表示建立任务规划滚动窗口的持续时间，duration schedule 表示第1次滚动中的任务规划持续时间，duration planwin 表示建立动作规划窗口的持续时间，duration plan 表示第1次滚动中的动作规划持续时间，duration decision 表示制定执行方案持续时间，execution′ i-1 表示第i-1次滚动的执行结束时刻。