1.一种通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,复合任务是应急观测任务且是指对同一观测目标需要执行多次成像观测,同时各次成像观测之间在成像类型、成像质量、任务收益值和/或时间先后上存在约束关系,异构多星是指具有多个对地观测卫星LEO,各对地观测卫星LEO配备有至少两种不同类型的成像载荷,同时各个对地观测卫星LEO的载荷类型也存在差异,而且星间通信存在通信时间窗口,其中,每个对地观测卫星在接收到复合任务后,对所述复合任务进行分解,并基于该对地观测卫星的成像载荷类型,构建自身的局部任务结构视图,该局部任务结构视图中仅包括该对地观测卫星能够完成的子任务;对地观测卫星在构建自身的局部任务结构视图后,同其他对地观测卫星进行交互,在此交互过程中,发现自身任务结构与共享任务结构之间存在的协同关联关系;当生成承诺时,对地观测卫星会等待其他非本地承诺的到达,选取其中一个最佳对地观测卫星进行方法执行,同时其余对地观测卫星撤销相应的承诺,其中,将复合任务分为前摄复合任务和渐次复合任务,对于前摄复合任务,每当该复合任务发布时,采用一次性调度;对于渐次复合任务,后一子任务在前一子任务完成之后生成并发布,采用渐次性调度。
2.如权利要求1所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,若应用场景中只存在前摄复合应急任务,则在第o″批应急任务发布后,将在线协同调度问题构建为如下混合整数线性规划(MILP)模型:若应用场景中包括渐次复合紧急任务,则在第o″批中渐次应急任务j″的第p″个子任务生成并发布时,将在线协同调度问题构建为如下混合整数线性规划(MILP)模型:其中,co iojp +(s iojpk +pr ik )y iojpk +olf iojp (y iojpk -1)≤co ik (2)co ik +(s ikojp +pr iojp )y ikojp +olf ik (y ikojp -1)≤co iojp (3)co io′j′p′ +(s io′j′p′ojp +pr iojp )y io′j′p′ojp +olf io′j′p′ (y io′j′p′ojp -1)≤co iojp (4)(tr iojp +pr iojp )x iojp +s ikojp y ikojp +s io′j′p′ojp y io′j′p′ojp ≤co iojp (5)pr ik z ik +s iojpk y iojpk ≤co ik (6)(oes iojp +pr iojp )x iojp ≤co iojp (7)(oes ik +pr ik )z ik ≤co ik (8)co iojp ≤olf iojp x iojp (9)co ik ≤olf ik z ik (10)be iojp +pr iojp =co iojp (11)be ik +pr ik =co ik (12)x iojp ={0,1},y iojpk ={0,1},y ikojp ={0,1},y io′j′p′ojp ={0,1},z ik ={0,1},w iojp ={0,1},ca iojp ={0,1} (15)其中,ca iojp 表示对地观测卫星i完成应急子任务ojp的能力,x iojp 表示应急子任务ojp是否规划到地观测卫星i,z ik 表示常规任务k是否保持在对地观测卫星i上,e ik 表示对地观测卫星i上常规任务k的收益,y iojpk 表示在对地观测卫星i上应急子任务ojp是否在常规任务k之前,y ikojp 表示在对地观测卫星i上常规任务k是否在应急子任务ojp之前,co iojp 表示对地观测卫星i上应急子任务ojp的实际完成时间,s iojpk 表示在对地观测卫星i上常规任务k在应急子任务ojp之后执行的次序依赖转换时间,pr ik 表示对地观测卫星i上常规任务k的成像时长,olf iojp 表示对地观测卫星i上应急子任务ojp的最晚观测结束时间,co ik 表示对地观测卫星i上应急子任务ojp的实际完成时间,s ikojp 表示在对地观测卫星i上应急子任务ojp在常规任务k之后执行的次序依赖转换时间,olf ik 表示对地观测卫星i上常规任务k的最晚观测结束时间,oes iojp 表示对地观测卫星i上应急子任务ojp的最早观测开始时间,oes ik 表示对地观测卫星i上常规任务k的最早观测开始时间,be iojp 表示对地观测卫星i上应急子任务ojp的实际开始时间,be ik 表示对地观测卫星i上常规任务k的实际开始时间。
3.如权利要求1所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,采用有向无环图对复合任务进行表示,其中根节点是复合任务,除根节点之下的节点表示分解后的子任务,所述子任务与子任务完成需执行的方法相对应,连接边代表着任务之间的关联关系,对地观测卫星接收到复合任务后,根据局部知识,对其进行分解,得到局部任务结构视图;当接收到其他对地观测卫星通信传递来的信息时,对局部任务结构视图进行更新和维护。
4.如权利要求1所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,渐次复合任务对应的全局任务视图是渐次动态变化的,每个子任务对应于不同的能力需求,而不同的能力分布于不同的对地观测卫星上。
5.如权利要求1所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,所述对地观测卫星LEO通过GEO作为中继节点进行通讯。
6.如权利要求1所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,每颗对地观测卫星上执行单星在线调度算法,调度该对地观测卫星的常规任务和协同分配算法分配给该对地观测卫星的应急观测任务,所述单星在线调度算法包括:(1)在T-驱动的调度时刻点,采用渐进式方法中的完全重调度策略,生成下一个周期时间区间内的新任务计划,T-驱动的调度时刻点是根据给定的时间间隔T来确定特定的调度时间点lT,0≤l≤L,LT≤H<(L+1)T,每到达一个调度时间点lT,则计算生成后一调度区间[lT,(l+1)T]的任务计划,其中l为正整数,T为给定的时间间隔,L为最大T-驱动调度次数,H为总调度区间,以及(2)在C * -驱动的重调度时刻点,采用修订式方法中的调度计划修复策略,当卫星运行在给定的调度区间内时,若在某一时刻t(0<t<H),星上的应急观测任务累积量C t 超过给定的阈值C * 时,则执行重调度计算,其中阈值C * 为应急观测任务的临界累积数,除上述两种调度时刻点之外,不在任何其他时刻点进行调度。
7.如权利要求6所述的通信约束下面向复合任务的异构多星在线协同方法,其特征在于,在所述单星在线调度算法中,在T-驱动的调度时刻点的具体调度算法如下:输入: –已到达且在T-驱动调度时刻点之前未被调度的应急观测任务集合; –已接收且在T-驱动调度时刻点之前未被调度的常规观测任务集合;输出: --下一时间周期T内的调度计划;具体步骤如下:步骤11分别从 和 中选取时间窗口是否落入下一个时间周期T内的常规观测任务和应急观测任务,生成待调度求解的常规观测任务集合 和应急观测任务集合 步骤12将 和 整合为一个观测任务集合;步骤13按照设定的启发式规则,对整合后的观测任务集合中的任务进行排序;步骤14按照排序,对所述整合后的观测任务集合中的任务一一进行调度,以确定是否将之加入到 中,直至所述整合后的观测任务集合中再无任务可加入 中,步骤15输出下一时间周期T内的调度计划 在C * -驱动的重调度时刻点的调度算法如下:输入: —在本时间周期T内且晚于C * -驱动调度时刻点t的调度计划; —在调度时刻点t之前已到达且未调度的应急观测任务集合;输出: —在时间t时已修订的调度计划,具体步骤如下:步骤21根据观测时间窗口处于时间t到下一个T-驱动调度时刻点这一时间区间内的条件,从任务集合 中选取应急观测任务,生成新的任务集合 步骤22根据设定的启发式规则,对 中的应急观测任务进行排序;步骤23按照新的任务次序,一一选取 中的应急观测任务并对 进行修订,直至 中再无应急观测任务可加入 中,步骤24输出已修订的调度计划