一种面向简单任务的同构多星在线协同方法

1.一种面向简单任务的同构多星在线协同方法，其特征在于，所述同构多星采用分散式架构，每颗对地观测卫星LEO为自主卫星，且在架构内具有相同的智能层次，不存在等级差异，同时，所有自主卫星之间具有通信交互链路，对于应急紧急观测任务，每颗自主卫星都经过“自主规划调度——通信交互——协同决策”的循环过程，其中，每颗自主卫星不仅对自身的任务计划进行更新，也对架构内的其他自主卫星的任务计划进行维护，所述面向简单任务的同构多星在线协同方法采用下述的调度算法：基于同步通信的一致性束算法，所述基于同步通信的一致性束算法包括：同步通信环路预测阶段、束构建阶段和一致性构建阶段，在所述同步通信环路预测阶段中，对于每颗对地观测卫星，当一批应急观测任务到达时，预测自身作为发起者的可用同步通信环路，以及，当一组共享信息向量到达时，对自身作为响应者的可用同步通信环路进行记录，每颗对地观测卫星对所有的所述可用同步通信环路进行更新并按照最早开始时间的先后进行排序和执行，在环路可用的时间区间内，每当环路发起者或响应者所构造的任务束改变时，则在环路上触发一次同步共享反馈交互，同时生成最后一次信息更新的时间戳，在每次同步共享反馈交互中，进行束构建阶段和一致性构建阶段，所述同步通信环路的描述形式是一个多元组＜ID,I,R,ES,LF＞ SCL ：—ID是一个标识符；—I是通信发起者编号，即第一个对其信息进行分享；—R是接收并分享信息的通信响应者编号；—ES是同步通信环路的最早开始时间；—LF是同步通信环路的最晚结束时间；其中，通信发起者I和响应者R都是对地观测卫星，并且ES和LF是由通信发起者和所有通信响应者的通信时间窗口上的重叠时间区间确定的。 2.如权利要求1所述的面向简单任务的同构多星在线协同方法，其特征在于，在束构建阶段，每颗对地观测卫星以顺序性贪婪方式不断将任务添加到其任务束中，直到不能再添加任何任务为止，任务束中的任务是根据依次添加的顺序排列的，而任务计划中的任务是按照其对应的实际开始时间进行排序的，在束构建阶段，每个对地观测卫星都构建各自相应的任务束，并随着调度过程的进行而更新，对于当前不在任务束中的每个可用任务，对地观测卫星将其收益值与当前中标向量中的任务得分进行比较，如果所述收益值更大，则保留为新的任务中标得分，对于未调度的任务集合，对地观测卫星从中选取具有最高得分的任务，并将其添加到任务束中，束构建的递归过程一直持续到任务束已达到其容量限额，或者不再有任务能够添加到任务束中，即该对地观测卫星对于剩余任务的执行不再能够胜过其他对地观测卫星。 3.如权利要求1所述的面向简单任务的同构多星在线协同方法，其特征在于，每次同步共享反馈交互的都是在一可用的同步通信环路上触发形成的，在每次同步共享反馈交互中，分享上行时间戳与分享下行时间戳相同，而反馈上行时间戳与反馈下行时间戳相同。 4.如权利要求1所述的面向简单任务的同构多星在线协同方法，其特征在于，一致性构建阶段为：一旦对地观测卫星构建起自身的任务束，则与其他对地观测卫星进行通信，以消解分配冲突；在接收到相邻对地观测卫星传递过来的胜出者和相应的中标信息后，每个对地观测卫星确定其任务束中的任何任务是否已被其他对地观测卫星胜出并中标；在一致性构建阶段中，每对相邻对地观测卫星同步共享以下信息向量：胜出者列表WA io ，中标出价列表WB io 和时间戳向量TS io ，对应表示其他对地观测卫星所接收到最新信息更新的时间戳；对于在发送方i和响应方i′之间传递的每条消息，响应方会根据所接收到的信息进行操作，这些具体操作包括将其自身信息WA i′o ，WB i′o 和TS i′o ，与发送方所对应的信息进行比较，以确定对于每个任务哪些是最新的信息，并对其自身的信息向量进行更新；响应方可对每个任务j采取下述三种操作中的一种：1.更新:wa i′oj ＝wa ioj ,wb i′oj ＝wb ioj ；2.重置:wa i′oj ＝φ,wb i′oj ＝0；3.舍弃:wa i′oj ＝wa i′oj ,wb i′oj ＝wb i′oj ；其中，wa ioj 表示发送方当前所认为的针对第o批应急任务中第j个任务的胜出者，当wa ioj ＝φ时，表示发送方认为当前对于该任务无胜出者，wa i’oj 表示响应方当前所认为的针对第o批应急任务中第j个任务的胜出者，当wa i’oj ＝φ时，表示响应方认为当前对于该任务无胜出者，wb ioj 表示wa ioj 所给出的出价，当取值为0时，表示该任务当前无胜出者；wb i’oj 表示wa i’oj 所给出的出价，当取值为0时，表示该任务当前无胜出者。 5.如权利要求4所述的面向简单任务的同构多星在线协同方法，其特征在于，对发送方对地观测卫星发送来的消息进行响应时，针对应急任务oj，响应方对地观测卫星所采用的操作决策规则如下表：同步通信下当接收到消息时的操作决策规则其中，i”、i”’是指不同于发送方i和响应方i′的对地观测卫星；ts ioi″ 表示针对第o批次应急任务，对地观测卫星i进行最新信息更新的时间戳，即接收到来自对地观测卫星i”处更新信息的时刻点。