航天器控制事件的规划方法和装置、处理器及电子设备与流程
未命名
07-04
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1.本技术涉及航天技术领域,具体而言,涉及一种航天器控制事件的规划方法和装置、处理器及电子设备。
背景技术:
2.随着航天技术的发展,深空探测任务已经成为今后航天领域重点发展的方向之一。由于探测目标距离地球上亿公里,器地距离远,操作时延大,测控弧段有限,给深空探测任务规划增加了难度,各项控制事件流程均属于开环控制模式,地面控制中心采用“遥控指令提前上注、器上延时自主执行”的异步控制模式开展航天器飞控工作。
3.深空探测航天器的控制事件可以归纳定义为两类——“器上自主执行事件”和“地面窗口控制事件”。当航天器进入目标环绕轨道后会重点开展科学探测相关工作,其对应的器上自主执行控制事件的控制时机与航天器轨道特性紧密相关,具体的探测时间和探测次数由探测任务确定。从飞控实施流程角度出发,各类控制事件的控制过程均需通过延时指令上注实现,飞控实施效果需通过接收航天器上的数据进行航天器状态判读。延时指令指的是航天器遥控指令到达航天器后不立即执行,而是在未来某一固定时间点进行延时执行的一类遥控指令。
4.以某一深空探测任务为例,将延时指令上注航天器、地面接收器上数据进行状态判读和每日测定轨控制事件归纳为“地面窗口控制事件”,其实施时间在满足多种约束条件的前提下可灵活调整。对于器上自主执行事件,其时间需求是确定已知的,在器上事件执行的时间区间内,已经提前注入到航天器上的延时指令会按照程序规定的时序,以其绑定的时间作为开始执行时间进行执行,在此期间地面无法与器上进行交互,即在“遥控指令提前上注、器上延时自主执行”的模式下,地面窗口控制事件与器上自主执行事件无法并行开展,如何更加合理地对地面窗口控制事件与器上自主执行事件的执行时间进行规划是至关重要的,现有技术中往往通过人工的方式规划地面窗口控制事件等控制事件,但是通过人工可能存在考虑不周导致任务规划中产生失误的问题。
5.针对相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题,目前已有的解决方案仍然存在一些缺陷。
技术实现要素:
6.本技术的主要目的在于提供一种航天器控制事件的规划方法和装置、处理器及电子设备,以解决相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题。
7.为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种航天器控制事件的规划方法。该方法包括:确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个
地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,所述器上自主执行事件为航天器自主执行事件,所述地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;依据所述第一执行时长和所述第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,所述目标测控弧段为所述测控设备能够对所述航天器进行控制的时间段;基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征所述多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据所述目标分数值从所述多个执行计划中确定所述多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
8.进一步地,基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划包括:依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取所述多个器上自主执行事件与所述多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;依据每个地面窗口执行事件的优先级、所述执行依赖关系和所述第二执行时长,对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与所述目标测控弧段之间的目标对应关系;依据所述执行依赖关系、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;依据所述多个可选的执行时间点,确定所述多个执行计划。
9.进一步地,在对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,所述方法还包括:若存在目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段匹配失败,则确定所述目标地面窗口执行事件的需求执行时长;将所述需求执行时长作为所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长;依据所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对所述目标测控弧段和所述目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定所述目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段的目标对应关系。
10.进一步地,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值包括:依据所述预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;依据所述预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;依据所述预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;依据所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值。
11.进一步地,依据所述预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值包括:确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,所述精力消耗评分规则至少包括:所述执行时间点和所述第三执行时长;依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到所述第一分数值。
12.进一步地,依据所述预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值包括:依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,所述测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;依据所述多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到所述第二分数值。
13.进一步地,依据所述预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划
进行评分,得到第三分数值包括:确定每个测控设备的数据传输速率,并依据所述传输速率对每个执行计划进行评分,得到所述第三分数值,其中,所述测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。
14.进一步地,依据所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值包括:设置所述第一分数值的权重为第一权重值、设置所述第二分数值的权重为第二权重值以及设置所述第三分数值的权重为第三权重值,其中,所述第一权重值小于所述第二权重值,所述第二权重值小于所述第三权重值;依据所述第一权重值、所述第二权重值、所述第三权重值、所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值。
15.为了实现上述目的,根据本技术的另一方面,提供了一种航天器控制事件的规划装置。该装置包括:第一确定单元,用于确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,所述器上自主执行事件为航天器自主执行事件,所述地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;第二确定单元,用于依据所述第一执行时长和所述第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,所述目标测控弧段为所述测控设备能够对所述航天器进行控制的时间段;第三确定单元,用于基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征所述多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;评分单元,用于基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据所述目标分数值从所述多个执行计划中确定所述多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
16.进一步地,所述第三确定单元包括:第一确定模块,用于依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取模块,用于获取所述多个器上自主执行事件与所述多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;匹配模块,用于依据每个地面窗口执行事件的优先级、所述执行依赖关系和所述第二执行时长,对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与所述目标测控弧段之间的目标对应关系;第二确定模块,用于依据所述执行依赖关系、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;第三确定模块,用于依据所述多个可选的执行时间点,确定所述多个执行计划。
17.进一步地,所述装置还包括:第四确定单元,用于在对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,若存在目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段匹配失败,则确定所述目标地面窗口执行事件的需求执行时长;处理单元,用于将所述需求执行时长作为所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长;匹配单元,用于依据所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对所述目标测控弧段和所述目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定所述目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段的目标对应关系。
18.进一步地,所述评分单元包括:第一评分模块,用于依据所述预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;第二评分模块,用于依据所述预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;第三评分模块,用于依据所述预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;计算模块,用于依据所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分
数值进行计算,得到所述目标分数值。
19.进一步地,所述第一评分模块包括:第一确定子模块,用于确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,所述精力消耗评分规则至少包括:所述执行时间点和所述第三执行时长;第一评分子模块,用于依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到所述第一分数值。
20.进一步地,所述第二评分模块包括:第二确定子模块,用于依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,所述测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;第二评分子模块,用于依据所述多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到所述第二分数值。
21.进一步地,所述第三评分模块包括:第三确定子模块,用于确定每个测控设备的数据传输速率,并依据所述传输速率对每个执行计划进行评分,得到所述第三分数值,其中,所述测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。
22.进一步地,所述计算模块包括:设置子模块,用于设置所述第一分数值的权重为第一权重值、设置所述第二分数值的权重为第二权重值以及设置所述第三分数值的权重为第三权重值,其中,所述第一权重值小于所述第二权重值,所述第二权重值小于所述第三权重值;计算子模块,用于依据所述第一权重值、所述第二权重值、所述第三权重值、所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值。
23.为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行上述任意一项所述的航天器控制事件的规划方法。
24.为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种电子设备,电子设备包括一个或多个处理器和存储器,存储器用于存储一个或多个处理器实现上述任意一项所述的航天器控制事件的规划方法。
25.通过本技术,采用以下步骤:确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件,通过测控设备对航天器进行控制;依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划,解决了相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题。相比之前人工编排航天器工作执行计划的方法,在本方案中通过目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长设计出多个可行的执行计划,然后灵活利用预设规则对每个可行的执行计划进行合理评分,最终得到最优的目标执行计划,实现了对深空探测航天器工作计划编排的寻优处理,进而达到了提高对深空探测航天器控制事件的规划效率的效果。
附图说明
26.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
27.图1是根据本技术实施例提供的航天器控制事件的规划方法的流程图;
28.图2是根据本技术实施例提供的“器上自主执行事件”、“可用测控弧段资源”、“地面窗口控制事件”三者之间的时序关系的示意图;
29.图3是根据本技术实施例提供的执行计划的示意图;
30.图4是根据本技术实施例提供的可选的航天器控制事件的规划方法的流程图;
31.图5是根据本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置的示意图;
32.图6是根据本技术实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
33.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本技术保护的范围。
35.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
36.下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明,图1是根据本技术实施例提供的航天器控制事件的规划方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
37.步骤s101,确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;
38.具体地,对器上自主执行事件进行定义,航天器器上自主执行的事件主要包含:控制事件1、控制事件2、控制事件3等,定义为ai(i=1,2,3,
……
)。控制事件有多个,具体由探测任务确定。对于器上自主执行事件,其时间需求是确定已知的,在器上事件执行的时间区间内,已经提前注入到航天器上的延时指令会按照程序规定的时序,以其绑定的时间作为开始执行时间进行执行。因此,明确航天器的当前探测任务需要执行的多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长以及每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点。
39.地面窗口执行事件可以包括测控设备执行事件和地面控制中心业务事件,具体
地,地面窗口控制事件指的是地面与航天器进行交互的事件,航天器在自主执行控制事件时,其控制动作的执行需要地面提前上注相应的指令,控制效果需要地面接收航天器上的遥测数据并进行状态判读。地面窗口控制事件定义为ci(i=1,2,3,
……
),每个地面窗口控制事件的执行时长可以采用lci来表示,以某一深空探测任务为例,其每一个地面控制事件执行时长通常在2小时和4小时之间。常规的地面窗口控制事件可以包括以下事件:事件c1:地面将器上自主执行事件的延时指令上注航天器、事件c2:地面接收器上下传的数据进行航天器状态判读和事件c3:每日测定轨三种控制事件,三种地面窗口控制事件按照优先级高低进行划分:事件c1优先级最高,事件c2次之,事件c3优先级最低。
40.由于需要在航天器没有执行事件时,才可以执行地面窗口控制事件,因此需要明确器上自主执行事件对应的第一执行时长、第一执行时间点,以及地面窗口执行事件的第二执行时长。
41.步骤s102,依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;
42.具体地,测控弧段指的是测控设备能够对航天器进行跟踪测量的有效时间范围,只有处于测控弧段内,测控设备才能对航天器可见,此时地面控制中心才能够通过测控设备对航天器实施控制。因此,通过器上自主执行事件对应的第一执行时长、第一执行时间点确定多个目标测控弧段,相应的目标测控弧段可以定义为lbj,其中,j=1,2,3,
……
。
43.步骤s103,基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;
44.具体地,对地面窗口控制事件,必须保证该事件的执行位于可用的测控弧段资源内,即将事件ci映射到事件lbj中。在一可选的实施例中,“器上自主执行事件”、“可用测控弧段资源”、“地面窗口控制事件”三者之间的时序关系描述,可以如图2所示。并且,有的器上自主执行事件需要在地面窗口控制事件执行完成后执行,有的地面窗口控制事件又需要在器上自主执行事件执行之后才可以执行。例如,地面窗口控制事件为延时指令上注时,那么需要先执行延时指令上注,然后航天器才能根据指令执行探测任务,在航天器执行完探测任务后,地面接收器接收航天器的数据进行状态判读。
45.因此,按照目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长的约束条件,得到多种可行的工作计划排布方式(即上述的执行计划),例如,如图3所示一种可行的地面窗口控制事件的执行计划的排布表。每一种执行计划是可行的,但不一定最优。
46.步骤s104,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
47.具体地,受测控资源可用性、人员精力、测控设备特性等因素的影响,还需要考虑对资源的最优分配问题,因此,需要通过对每个执行计划进行评分,通过每个执行计划的分数值选择最佳的目标执行技术。需要说明的是,上述的预设规则主要从测控资源可用性、人员精力、测控设备特性等方面进行设置。
48.测控资源可用性:测控设备的资源可用性,不同的测控设备的使用时间存在差异性。人员精力:受测控条件与器上状态约束影响,深空航天器工作呈现出控制时延大、上注指令复杂、占用人员精力多等特点。因此,在编排工作计划时,需要考虑岗位人员的精力,合理安排休息时间,确保岗位人员在精力旺盛的前提下开展工作,尽可能避免人员安排不合
理带来的任务风险。测控设备特性:用于深空探测航天器跟踪的测控设备,设备的跟踪可靠性属性以及数据传输速率存在差异性,因此,通过跟踪可靠性属性和数据传输速率对执行计划进行评分。
49.综上所述,航天器控制事件的规划问题在满足器上各类执行事件需求的前提下,对人员精力、地面测控资源等进行最优分配,因此,上述步骤解决了规划效率比较低、存在人工编排错误的问题,有效提高了对深空探测航天器控制事件的规划效率。
50.如何得到多个可行的执行计划是至关重要的,因此在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划方法中,基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划包括以下步骤:依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取多个器上自主执行事件与多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;依据每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系和第二执行时长,对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与目标测控弧段之间的目标对应关系;依据执行依赖关系、第一执行时间点、第一执行时长和目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;依据多个可选的执行时间点,确定多个执行计划。
51.具体地,对地面窗口控制事件,必须保证该事件的执行位于可用的测控弧段资源内,即将事件ci映射到事件lbj,并且每个地面窗口执行事件具有对应的优先级,以某一深空探测任务为例,其地面窗口控制事件主要包括:事件c1:地面将器上自主执行事件的延时指令上注航天器、事件c2:地面接收器上下传的数据进行航天器状态判读和事件c3:每日测定轨三种控制事件,三种地面窗口控制事件按照优先级高低进行划分:事件c1优先级最高,事件c2次之,事件c3优先级最低。以及航天器在自主执行控制事件时,其控制动作的执行需要地面提前上注相应的指令,控制效果需要地面接收航天器上的遥测数据并进行状态判读。也就是说,器上自主执行事件与地面窗口执行事件之间的存在执行依赖关系。
52.因此,在生成多个可行的执行计划时,需要基于每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系、每个地面窗口执行事件的第二执行时长以及目标测控弧段等条件来生成多个可行的执行计划。
53.在一可选的实施例中,采用以下方式实现目标测控弧段和每个地面窗口执行事件的匹配过程,目标测控弧段和每个地面窗口执行事件需满足如下公式:
54.k(lbj,lci)=sign(lbj-lci)
55.上述公式中,将测控资源可用性评价指标定义为符号函数k,sign符号函数返回一个整型变量,指出函数的正负号,定义公式中number=lbj-lci。当lbj大于lci时,number大于0,则sign返回1,此时积分为正值1;当lbj小于lci时,number小于0,则sign返回-1,此时积分为负值1;当lbj等于lci时,number等于0,则sign返回0,此时积分为0。
56.将三种地面窗口控制事件按照优先级先后与可用的测控弧段资源进行匹配,当满足某一地面窗口控制事件处于或被包含于某目标测控弧段范围内时,认为得到了对该事件测控资源分配的某可行解,此时取值为1,也就说,得到了地面窗口控制事件与目标测控弧段之间的对应关系。
57.通过上述匹配地面窗口控制事件与目标测控弧段之间的对应关系,准确地确定了地面窗口控制事件可以执行的时间段,下面还需要确定地面窗口控制事件的执行时间点。
58.在一可选的实施例中,采用以下方式实现每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点的确定:器上自主执行事件和地面窗口控制事件的关联关系满足如下约束:
59.t0ci+δti≤t0ai-xi∪t0ci≥t0ai+yi
60.上式表示各类控制事件不能并行开展。以某一深空探测任务为例,t0ci+δti为地面窗口控制事件的执行完成时刻,t0ci为地面窗口控制事件的执行开始时刻,t0ai-xi代表器上自主执行的ai事件对应的控制事件的执行时长的起点时刻,t0ai为航天器执行事件对应的时刻,xi为航天器执行事件对应的时刻与ai事件对应的控制事件的执行时长的起点时刻之间的时间长度,t0ai+yi代表器上自主执行的ai事件对应的控制事件的执行时长的终点时刻,yi为航天器执行事件对应的时刻与ai事件对应的控制事件的执行时长的终点时刻之间的时间长度。
61.事件c2:接收器上数据进行航天器状态判读时段通常在次日上午,所以接收器上数据进行航天器状态判读事件是一天工作的起始,安排在前一天器上控制事件之后。此处需要明确:如图2所示,延时指令上注事件对应的时间区间lc1(t0c1+δt1)安排在器上自主执行控制事件之前,次日的接收器上数据进行航天器状态判读时段安排在器上控制事件之后,此项约束规则是建立在累积时间系统上的,而非在24小时一天的范围内进行规划。考虑到需要提前开展延时指令数据的生成、检查等工作,航天器第二天上午执行的器上控制事件对应的延时指令上注工作需在当天完成。即:
62.t0c1+δt1≤t0ai-xi∪t0c2≥t0ai+yi
63.综上所述,按照上述的每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系、每个地面窗口执行事件的第二执行时长以及目标测控弧段等约束条件,可以得到多种可行的工作计划排布方式。
64.在实际在对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,可能存在匹配失败的问题,因此该方法还包括:若存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败,则确定目标地面窗口执行事件的需求执行时长;将需求执行时长作为目标地面窗口执行事件的第二执行时长;依据目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对目标测控弧段和目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定目标地面窗口执行事件与目标测控弧段的目标对应关系。
65.具体地,如果存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败,则确定目标地面窗口控制事件需要的最短的执行时长,即上述的需求执行时长。
66.以某一深空探测任务为例,其每一个地面控制事件执行时长通常在2小时和4小时之间,接收器上数据进行航天器状态判读事件对应的执行时长在无法保证2小时的情况下可以视情缩短,但是至少为0.5小时。测定轨事件对应的执行时长在无法保证2小时的情况下可以视情缩短,但是至少为1小时。同时关联的地面窗口控制事件也存在关联时长约束,例如,器上自主执行事件对应的延时指令上注时段和测定轨时段的跟踪总时长至少要保证4小时。
67.因此,在存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败时,对目标地面窗口控制事件的执行时长进行约束,并满足目标地面窗口控制事件的最短执行时长,例如,地面窗口控制事件的执行时长需要满足如下约束:
68.x≥lci≥y
69.n<lc1+lc2+
…
lcn<m
70.其中,x,y,n,m可以根据实际的地面窗口控制事件的最低执行时长进行设置,例如,0.5小时和1小时等。
71.为了提高对深空探测航天器控制事件的规划合理性,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值包括以下内容:依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
72.具体地,上述的预设规则主要从测控资源可用性、人员精力、测控设备特性等方面进行设置。因此,预设规则包括:精力消耗评分规则、测控设备可靠性评分规则和测控设备传输速率评分规则。
73.精力消耗评分规则:受测控条件与器上状态约束影响,深空航天器工作呈现出控制时延大、上注指令复杂、占用人员精力多等特点。因此,在编排工作计划时,需要考虑岗位人员的精力,合理安排休息时间,确保岗位人员在精力旺盛的前提下开展工作,尽可能避免人员安排不合理带来的任务风险。测控设备可靠性评分规则和测控设备传输速率评分规则:用于深空探测航天器跟踪的测控设备,不同的测控设备的使用时间存在差异性,不同的测控设备的跟踪可靠性属性以及数据传输速率也存在较大的差异性,因此,通过跟踪可靠性属性和数据传输速率对执行计划进行评分。
74.综上所述,通过上述的预设规则对人员精力、地面测控资源实现了最优分配,提高了对执行计划评分的合理性和准确性。
75.精力消耗评分规则、测控设备可靠性评分规则和测控设备传输速率评分规则的具体评价过程如下所示:
76.依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值包括:确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,精力消耗评分规则至少包括:执行时间点和第三执行时长;依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到第一分数值。
77.需要说明的是,第三执行时长可能是上述的第二执行时长,也可能是上述的需求执行时长。
78.依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值包括:依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;依据多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到第二分数值。
79.依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值包括:确定每个测控设备的数据传输速率,并依据传输速率对每个执行计划进行评分,得到第三分数值,其中,测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。
80.具体地,精力消耗评分规则:
81.受测控条件与器上状态约束影响,深空航天器长管工作呈现出控制时延大、上注指令复杂、占用人员精力多等特点。因此在编排工作计划时,需要考虑岗位人员的精力,合理安排休息时间,确保岗位人员在精力旺盛的前提下开展工作,尽可能避免人员安排不合理带来的风险。实际工作的开展可能处于上午、中午、下午或晚上等可用弧段。通过改变地面控制事件ci的起始时间t0ci,能够实现地面控制事件时间区间在所有可用弧段内的自由分配过程。在实际弧段分配过程中,存在跨时段分配问题。可选择的不同工作时段按照工作效率高低分别进行打分,打分时要考虑事件ci的时长。结合实际工作以“半小时”为单位定义单元时间,对不同时段的资源消耗进行打分,其评价标准表述如下:
[0082][0083]
上述公式中,将人员精力评价指标定义为分段函数d(t),函数值均为单元时间内的得分。其中,8点至12点为上午,人员精力充沛,异常情况处置效率高,但会减少延时指令数据的生成、检查时间,得分:4分;15点至18点为下午,人员精力较为充沛,对注入数据检查工作无影响,得分:5分;12点至15点为中午人员无法休息,注意力不集中,异常情况处置效率低,得分:3分;18点至21点为晚上人员比较疲惫,注意力不集中,异常情况处置效率低,得分:2分;21点至0点为午夜人员精力涣散,异常情况处置效率低,得分:1分。将分段函数的取值作为系数,计算最终的人员精力消耗度得分应该为每个弧段时长乘以对应系数再求和的过程,具体公式为:
[0084][0085]
s.t.d={1,2,3,4}
[0086]
其中,i代表地面控制事件的时长为几个小时。
[0087]
即通过上述的评分规则对每个执行计划进行评分,得到第一评分值。
[0088]
测控设备可靠性评分规则:
[0089]
对于任意地面控制事件,单个事件都会在单个测站弧段内完成,不存在跨弧段分配问题。用于深空探测航天器跟踪的测控设备,按照设备跟踪可靠性属性分别进行打分,其评价标准表述如下:
[0090][0091]
上述公式中,将测控设备评价指标定义为分段函数s(t0ci)。其中,设备
①
可靠性较高,但只能上午和夜里对航天器可见,得分:3分;设备
②
可靠性高,上午和中午对航天器可见,得分:5分;设备
③
可靠性不高,只能下午和晚上对航天器可见,得分:2分。测控设备优先级为:设备b优先级最高,设备a次之,设备c最低。
[0092]
即通过上述的评分规则对每个执行计划进行评分,得到第二评分值。
[0093]
测控设备传输速率评分规则:
[0094]
考虑到事件c2:接收器上数据进行航天器状态判读事件对测站通信速率的需求,当地面控制事件为接收器上数据进行航天器状态判读时,不同测站的传输速率成为了主要影响因素。将测控设备按照数据传输速率属性分别进行打分,其评价标准表述如下:
[0095][0096]
上述公式中,将测控设备数据传输速率评价指标定义为分段函数v(t0c2)。其中,设备n传速率最高,可见弧段在每日上午,得分:5分;其余的测控设备的数据传速率低,得分:1分。
[0097]
即通过上述的评分规则对每个执行计划进行评分,得到第三评分值。在得到第一评分值、第二评分值和第三评分值之后,通过第一评分值、第二评分值和第三评分值计算得到目标分数值。
[0098]
对上述的评估分数进行加权,以使每个执行计划的目标分数值更加准确,具体地包括:依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值包括:设置第一分数值的权重为第一权重值、设置第二分数值的权重为第二权重值以及设置第三分数值的权重为第三权重值,其中,第一权重值小于第二权重值,第二权重值小于第三权重值;依据第一权重值、第二权重值、第三权重值、第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0099]
具体地,目标分数值计算公式如下所示:
[0100]
score=w1*∑i2i*d(t)+w2*∑(t0ci)+w3*v(t0c2),
[0101]
s.t.w1=0.3,w2=0.5,w3=100,
[0102]
其中,w1,w2和w3为第一权重值,第二权重值和第三权重值,∑i2i*d(t)为第一分数值,∑(t0ci)为第二分数值,v(t0c2)为第三分数值。从对任务实施的影响角度出发,按其在最终规划结果中所占的权重进行划分,测控设备的影响因素优先级要高于人员因素,公式中的第三项指标所占的权重系数最大,它的取值是一个固定值,代表着一票否决的能力。前两项指标的分数高低与第三项指标无关,它们才是决定分数差异的关键。最终得分最高的执行计划就是挑选出的最优的目标执行计划。
[0103]
在一可选的实施例中,可以采用如图4所示的流程图实现对航天器控制事件的控制,根据航天器探测事件需求确定多个器上自主执行事件,多个地面窗口执行事件;依据测控设备可见性预报确定多个目标测控弧段,然后输出所有可行的计划排序;设计评分算法,对每个可用计划进行评分,最终通过寻优,将得分最高的计划排序作为最优的执行计划。
[0104]
本技术实施例提供的航天器控制事件的规划方法,通过确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件,通过测控设备对航天器进行控制;依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目
标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划,解决了相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题。相比之前人工编排航天器工作执行计划的方法,在本方案中通过目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长设计出多个可行的执行计划,然后灵活利用预设规则对每个可行的执行计划进行合理评分,最终得到最优的目标执行计划,实现了对深空探测航天器工作计划编排的寻优处理,进而达到了提高对深空探测航天器控制事件的规划效率的效果。
[0105]
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0106]
本技术实施例还提供了一种航天器控制事件的规划装置,需要说明的是,本技术实施例的航天器控制事件的规划装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于航天器控制事件的规划方法。以下对本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置进行介绍。
[0107]
图5是根据本技术实施例的航天器控制事件的规划装置的示意图。如图5所示,该装置包括:第一确定单元501,第二确定单元502,第三确定单元503和评分单元504。
[0108]
第一确定单元501,用于确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;
[0109]
第二确定单元502,用于依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;
[0110]
第三确定单元503,用于基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;
[0111]
评分单元504,用于基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
[0112]
本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置,通过第一确定单元501确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件,通过测控设备对航天器进行控制;第二确定单元502依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;第三确定单元503基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;评分单元504基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划,解
决了相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题。相比之前人工编排航天器工作执行计划的方法,在本方案中通过目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长设计出多个可行的执行计划,然后灵活利用预设规则对每个可行的执行计划进行合理评分,最终得到最优的目标执行计划,实现了对深空探测航天器工作计划编排的寻优处理,进而达到了提高对深空探测航天器控制事件的规划效率的效果。
[0113]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,第三确定单元503包括:第一确定模块,用于依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取模块,用于获取多个器上自主执行事件与多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;匹配模块,用于依据每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系和第二执行时长,对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与目标测控弧段之间的目标对应关系;第二确定模块,用于依据执行依赖关系、第一执行时间点、第一执行时长和目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;第三确定模块,用于依据多个可选的执行时间点,确定多个执行计划。
[0114]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,该装置还包括:第四确定单元,用于在对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,若存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败,则确定目标地面窗口执行事件的需求执行时长;处理单元,用于将需求执行时长作为目标地面窗口执行事件的第二执行时长;匹配单元,用于依据目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对目标测控弧段和目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定目标地面窗口执行事件与目标测控弧段的目标对应关系。
[0115]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,评分单元包括:第一评分模块,用于依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;第二评分模块,用于依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;第三评分模块,用于依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;计算模块,用于依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0116]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,第一评分模块包括:第一确定子模块,用于确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,精力消耗评分规则至少包括:执行时间点和第三执行时长;第一评分子模块,用于依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到第一分数值。
[0117]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,第二评分模块包括:第二确定子模块,用于依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;第二评分子模块,用于依据多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到第二分数值。
[0118]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,第三评分模块包括:第三确定子模块,用于确定每个测控设备的数据传输速率,并依据传输速率对每个执行计划进行评分,得到第三分数值,其中,测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的
数据传输速率。
[0119]
可选地,在本技术实施例提供的航天器控制事件的规划装置中,计算模块包括:设置子模块,用于设置第一分数值的权重为第一权重值、设置第二分数值的权重为第二权重值以及设置第三分数值的权重为第三权重值,其中,第一权重值小于第二权重值,第二权重值小于第三权重值;计算子模块,用于依据第一权重值、第二权重值、第三权重值、第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0120]
航天器控制事件的规划装置包括处理器和存储器,上述的第一确定单元501,第二确定单元502,第三确定单元503和评分单元504等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
[0121]
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来是实现对航天器控制事件的排序处理。
[0122]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram),存储器包括至少一个存储芯片。
[0123]
本发明实施例提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行航天器控制事件的规划方法。
[0124]
如图6所示,本发明实施例提供了一种电子设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现以下步骤:确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
[0125]
可选地,基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划包括:依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取多个器上自主执行事件与多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;依据每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系和第二执行时长,对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与目标测控弧段之间的目标对应关系;依据执行依赖关系、第一执行时间点、第一执行时长和目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;依据多个可选的执行时间点,确定多个执行计划。
[0126]
可选地,在对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,该方法还包括:若存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败,则确定目标地面窗口执行事件的需求执行时长;将需求执行时长作为目标地面窗口执行事件的第二执行时长;依据目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对目标测控弧段和目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定目标地面窗口执行事件与目标测控弧段的目标对应关系。
[0127]
可选地,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值包括:依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0128]
可选地,依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值包括:确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,精力消耗评分规则至少包括:执行时间点和第三执行时长;依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到第一分数值。
[0129]
可选地,依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值包括:依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;依据多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到第二分数值。
[0130]
可选地,依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值包括:确定每个测控设备的数据传输速率,并依据传输速率对每个执行计划进行评分,得到第三分数值,其中,测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。
[0131]
可选地,依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值包括:设置第一分数值的权重为第一权重值、设置第二分数值的权重为第二权重值以及设置第三分数值的权重为第三权重值,其中,第一权重值小于第二权重值,第二权重值小于第三权重值;依据第一权重值、第二权重值、第三权重值、第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0132]
本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
[0133]
本技术还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有如下方法步骤的程序:确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,器上自主执行事件为航天器自主执行事件,地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,目标测控弧段为测控设备能够对航天器进行控制的时间段;基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划。
[0134]
可选地,基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划包括:依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取多个器上自主执行事件与多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;依据每个地面窗口执行事件的优先级、执行依赖关系和第二执行时长,对目标测控弧段和
每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与目标测控弧段之间的目标对应关系;依据执行依赖关系、第一执行时间点、第一执行时长和目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;依据多个可选的执行时间点,确定多个执行计划。
[0135]
可选地,在对目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,该方法还包括:若存在目标地面窗口执行事件与目标测控弧段匹配失败,则确定目标地面窗口执行事件的需求执行时长;将需求执行时长作为目标地面窗口执行事件的第二执行时长;依据目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对目标测控弧段和目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定目标地面窗口执行事件与目标测控弧段的目标对应关系。
[0136]
可选地,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值包括:依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0137]
可选地,依据预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值包括:确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,精力消耗评分规则至少包括:执行时间点和第三执行时长;依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到第一分数值。
[0138]
可选地,依据预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值包括:依据多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;依据多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到第二分数值。
[0139]
可选地,依据预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值包括:确定每个测控设备的数据传输速率,并依据传输速率对每个执行计划进行评分,得到第三分数值,其中,测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。
[0140]
可选地,依据第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值包括:设置第一分数值的权重为第一权重值、设置第二分数值的权重为第二权重值以及设置第三分数值的权重为第三权重值,其中,第一权重值小于第二权重值,第二权重值小于第三权重值;依据第一权重值、第二权重值、第三权重值、第一分数值、第二分数值和第三分数值进行计算,得到目标分数值。
[0141]
本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0142]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程
图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0143]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0144]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0145]
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0146]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0147]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
[0148]
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0149]
本领域技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0150]
以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的权利要求范围之内。
技术特征:
1.一种航天器控制事件的规划方法,其特征在于,包括:确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,所述器上自主执行事件为航天器自主执行事件,所述地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;依据所述第一执行时长和所述第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,所述目标测控弧段为所述测控设备能够对所述航天器进行控制的时间段;基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征所述多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据所述目标分数值从所述多个执行计划中确定所述多个地面窗口执行事件的目标执行计划。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划包括:依据每个地面窗口执行事件的执行顺序,确定每个地面窗口执行事件的优先级;获取所述多个器上自主执行事件与所述多个地面窗口执行事件之间的执行依赖关系;依据每个地面窗口执行事件的优先级、所述执行依赖关系和所述第二执行时长,对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配,以确定每个地面窗口执行事件与所述目标测控弧段之间的目标对应关系;依据所述执行依赖关系、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述目标对应关系确定每个地面窗口执行事件的多个可选的执行时间点;依据所述多个可选的执行时间点,确定所述多个执行计划。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在对所述目标测控弧段和每个地面窗口执行事件进行匹配时,所述方法还包括:若存在目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段匹配失败,则确定所述目标地面窗口执行事件的需求执行时长;将所述需求执行时长作为所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长;依据所述目标地面窗口执行事件的第二执行时长,对所述目标测控弧段和所述目标地面窗口执行事件进行匹配,以确定所述目标地面窗口执行事件与所述目标测控弧段的目标对应关系。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值包括:依据所述预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值;依据所述预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值;依据所述预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值;依据所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分
数值。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,依据所述预设规则中的精力消耗评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第一分数值包括:确定多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和多个执行计划中每个地面窗口执行事件的第三执行时长,其中,所述精力消耗评分规则至少包括:所述执行时间点和所述第三执行时长;依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长对每个执行计划进行评分,得到所述第一分数值。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,依据所述预设规则中的测控设备可靠性评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第二分数值包括:依据所述多个执行计划中每个地面窗口执行事件的执行时间点和所述第三执行时长,确定执行每个地面窗口执行事件的多个第一测控设备和每个第一测控设备的可靠性,其中,所述测控设备可靠性评分规则至少包括:测控设备的可靠性;依据所述多个第一测控设备的可靠性对每个执行计划进行评分,得到所述第二分数值。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,依据所述预设规则中的测控设备传输速率评分规则,对每个执行计划进行评分,得到第三分数值包括:确定每个测控设备的数据传输速率,并依据所述传输速率对每个执行计划进行评分,得到所述第三分数值,其中,所述测控设备传输速率评分规则至少包括:测控设备的数据传输速率。8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,依据所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值包括:设置所述第一分数值的权重为第一权重值、设置所述第二分数值的权重为第二权重值以及设置所述第三分数值的权重为第三权重值,其中,所述第一权重值小于所述第二权重值,所述第二权重值小于所述第三权重值;依据所述第一权重值、所述第二权重值、所述第三权重值、所述第一分数值、所述第二分数值和所述第三分数值进行计算,得到所述目标分数值。9.一种航天器控制事件的规划装置,其特征在于,包括:第一确定单元,用于确定多个器上自主执行事件、每个器上自主执行事件对应的第一执行时长和每个器上自主执行事件对应的第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和每个地面窗口执行事件对应的第二执行时长,其中,所述器上自主执行事件为航天器自主执行事件,所述地面窗口执行事件至少包括测控设备执行事件;第二确定单元,用于依据所述第一执行时长和所述第一执行时间点,确定多个目标测控弧段,其中,所述目标测控弧段为所述测控设备能够对所述航天器进行控制的时间段;第三确定单元,用于基于所述目标测控弧段、所述第一执行时间点、所述第一执行时长和所述第二执行时长,确定多个执行计划,其中,不同执行计划表征所述多个地面窗口执行事件的不同执行顺序;评分单元,用于基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据所述目标分数值从所述多个执行计划中确定所述多个地面窗口执行事件的目标执行计
划。10.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的航天器控制事件的规划方法。11.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序,其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至8中任意一项所述的航天器控制事件的规划方法。
技术总结
本申请公开了一种航天器控制事件的规划方法和装置、处理器及电子设备,涉及航天技术领域,该方法包括:确定器上自主执行事件的第一执行时长和第一执行时间点,并确定多个地面窗口执行事件和对应的第二执行时长;依据第一执行时长和第一执行时间点,确定多个目标测控弧段;基于目标测控弧段、第一执行时间点、第一执行时长和第二执行时长,确定多个执行计划;基于预设规则,对每个执行计划进行评分,得到多个目标分数值,并依据目标分数值从多个执行计划中确定多个地面窗口执行事件的目标执行计划。通过本申请,解决了相关技术中基于人工经验对深空探测航天器控制事件的执行时间进行规划,导致对深空探测航天器控制事件的规划效率比较低的问题。效率比较低的问题。效率比较低的问题。
技术研发人员:支全全 袁昊 韩绍金 刘英凯 马楠楠 罗益鸿 吴宁伟 吴舒然 陈博航 苗青
受保护的技术使用者:北京航天飞行控制中心
技术研发日:2022.11.18
技术公布日:2023/4/28
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