本發(fā)明涉及衛(wèi)星觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃，特別是涉及一種對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的衛(wèi)星地面站規(guī)劃算法主要包含蟻群算法、遺傳算法、合同網(wǎng)協(xié)議算法。其中，蟻群算法在最大化調(diào)度效率方面表現(xiàn)優(yōu)異，尤其在調(diào)度時(shí)間和調(diào)度率上，這種優(yōu)勢(shì)表明蟻群算法為地面站任務(wù)調(diào)度提供了有效的解決思路。然而，文章也指出地面站調(diào)度問(wèn)題本身非常復(fù)雜，實(shí)際情況中還涉及信道、記錄器等資源配置問(wèn)題。由于這些資源在實(shí)際配置中較為充足，本文的研究只聚焦于天線資源調(diào)度，并簡(jiǎn)化了其他約束。因此，未來(lái)可以進(jìn)一步研究更多的約束條件，來(lái)適應(yīng)更復(fù)雜的調(diào)度需求。遺傳算法是一種基于自然選擇和遺傳機(jī)制的優(yōu)化算法，適合求解復(fù)雜的組合優(yōu)化問(wèn)題，在對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃中，主要用于解決任務(wù)的路徑優(yōu)化和觀測(cè)時(shí)間安排等問(wèn)題。遺傳算法通過(guò)選擇、交叉和變異等操作生成多種任務(wù)分配方案，從中選出最優(yōu)解。該算法適用于任務(wù)規(guī)劃中的路徑優(yōu)化和資源調(diào)度，如在多個(gè)衛(wèi)星和觀測(cè)區(qū)域之間確定最優(yōu)的觀測(cè)路徑和時(shí)間分配，以最大化覆蓋率和觀測(cè)效果。合同網(wǎng)協(xié)議算法在對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃中，主要用于多衛(wèi)星或地面站間的任務(wù)分配和協(xié)同。其分布式任務(wù)協(xié)商機(jī)制通過(guò)任務(wù)發(fā)布、競(jìng)標(biāo)和分配過(guò)程，使得衛(wèi)星群體中的各衛(wèi)星可以根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)和自身資源情況自主決定是否執(zhí)行任務(wù)，從而提高資源的利用率，該算法適用于任務(wù)需求頻繁變動(dòng)或衛(wèi)星群體規(guī)模較大的場(chǎng)景，例如在大型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中分配對(duì)特定區(qū)域的觀測(cè)任務(wù)。

2、然而，衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃算法在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境、突發(fā)情況以及多衛(wèi)星協(xié)作時(shí)表現(xiàn)出局限性。如在任務(wù)分配過(guò)程中無(wú)法有效權(quán)衡多重因素，任務(wù)匹配的準(zhǔn)確性和靈活性較差；無(wú)法靈活應(yīng)對(duì)環(huán)境或資源變化。應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制較為有限，難以根據(jù)當(dāng)前環(huán)境迅速調(diào)整任務(wù)規(guī)劃；無(wú)法有效平衡衛(wèi)星資源、覆蓋范圍和觀測(cè)頻次等因素；決策過(guò)程往往缺乏解釋性；在執(zhí)行過(guò)程中無(wú)法根據(jù)歷史任務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)化分配策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃算法任務(wù)分配智能化不足、實(shí)時(shí)適應(yīng)能力有限、應(yīng)急響應(yīng)缺乏靈活性、多衛(wèi)星協(xié)同效率低下、任務(wù)決策透明度低以及學(xué)習(xí)和自我優(yōu)化能力不足的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法，應(yīng)用于管理者大模型，包括：獲取用戶輸入；對(duì)用戶輸入進(jìn)行解析，得到用戶任務(wù)；根據(jù)用戶任務(wù)，生成拍攝計(jì)劃；根據(jù)拍攝計(jì)劃中的目標(biāo)拍攝計(jì)劃，建立相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和相應(yīng)的地面站智能體；分別向相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和相應(yīng)的地面站智能體發(fā)送招標(biāo)通知，以獲取通過(guò)衛(wèi)星智能體和地面站智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)；對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到對(duì)應(yīng)的中標(biāo)標(biāo)書；根據(jù)中標(biāo)標(biāo)書，對(duì)用戶任務(wù)進(jìn)行沖突檢測(cè)，得到?jīng)_突檢測(cè)結(jié)果；當(dāng)沖突檢測(cè)結(jié)果為不存在沖突時(shí)，將用戶任務(wù)對(duì)相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和地面站智能體進(jìn)行任務(wù)更新，得到任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排；進(jìn)行任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求之間的匹配檢測(cè)；在任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求匹配時(shí)，輸出任務(wù)安排對(duì)應(yīng)的任務(wù)規(guī)劃結(jié)果給相應(yīng)的衛(wèi)星和相應(yīng)的地面站。

3、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，對(duì)用戶輸入進(jìn)行解析，得到用戶任務(wù)，包括：根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的當(dāng)前衛(wèi)星配置情況和地面站配置情況，對(duì)用戶輸入進(jìn)行解析，以得到解析結(jié)果；根據(jù)解析結(jié)果，得到用戶任務(wù)；其中，解析結(jié)果包括衛(wèi)星調(diào)度數(shù)據(jù)、地面站調(diào)度數(shù)據(jù)、目標(biāo)拍攝數(shù)據(jù)、拍攝時(shí)間范圍數(shù)據(jù)、額外約束數(shù)據(jù)。

4、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，分別向相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和相應(yīng)的地面站智能體發(fā)送招標(biāo)通知，以獲取通過(guò)衛(wèi)星智能體和地面站智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)，包括：根據(jù)目標(biāo)拍攝計(jì)劃中的拍攝任務(wù)，向衛(wèi)星智能體發(fā)送拍攝招標(biāo)通知，以獲取衛(wèi)星智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)對(duì)應(yīng)的拍攝投標(biāo)；根據(jù)目標(biāo)拍攝計(jì)劃中的指令上注任務(wù)，向地面站智能體發(fā)送指令上注招標(biāo)通知，以獲取地面站智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)對(duì)應(yīng)的指令上注投標(biāo)；根據(jù)目標(biāo)拍攝計(jì)劃中的照片下傳任務(wù)，向地面站智能體發(fā)送照片下傳招標(biāo)通知，以獲取地面站智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)對(duì)應(yīng)的照片下傳投標(biāo)。

5、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，衛(wèi)星智能體和地面站智能體根據(jù)發(fā)送的招標(biāo)通知，生成任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)，包括：根據(jù)招標(biāo)通知，得到任務(wù)起止時(shí)間、衛(wèi)星與地面站之間的可見(jiàn)窗口、衛(wèi)星載荷約束和地面站類型約束；根據(jù)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星和對(duì)應(yīng)的地面站的當(dāng)前工作計(jì)劃，對(duì)任務(wù)起止時(shí)間、衛(wèi)星與地面站之間的可見(jiàn)窗口、衛(wèi)星載荷約束和地面站類型約束對(duì)應(yīng)的待添加任務(wù)進(jìn)行可行域檢測(cè)；當(dāng)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星和對(duì)應(yīng)的地面站的當(dāng)前工作計(jì)劃中存在可行域時(shí)，則通過(guò)相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和對(duì)應(yīng)的地面站智能體進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)分配，以生成任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)。

6、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到對(duì)應(yīng)的中標(biāo)標(biāo)書，包括：對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)中的拍攝投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到中標(biāo)的拍攝標(biāo)書；對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)中的指令上注投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到中標(biāo)的指令上注標(biāo)書；對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)中的照片下傳投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到中標(biāo)的照片下傳標(biāo)書。

7、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)中標(biāo)標(biāo)書，對(duì)用戶任務(wù)進(jìn)行沖突檢測(cè)，得到?jīng)_突檢測(cè)結(jié)果之后，還包括：當(dāng)沖突檢測(cè)結(jié)果為存在沖突時(shí)，則切換拍攝計(jì)劃中的目標(biāo)拍攝計(jì)劃，并按照切換后的目標(biāo)拍攝計(jì)劃，返回根據(jù)拍攝計(jì)劃中的目標(biāo)拍攝計(jì)劃，分別向相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和地面站智能體發(fā)送招標(biāo)通知，以獲取衛(wèi)星智能體和地面站智能體的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)的步驟；其中，拍攝計(jì)劃中的目標(biāo)拍攝計(jì)劃包括首選拍攝計(jì)劃和備選拍攝計(jì)劃。

8、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)沖突檢測(cè)結(jié)果為不存在沖突時(shí)，將用戶任務(wù)對(duì)相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和地面站智能體進(jìn)行任務(wù)更新，得到任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排，包括：根據(jù)任務(wù)安排對(duì)應(yīng)的新任務(wù)，得到對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星載荷約束和對(duì)應(yīng)的地面站類型約束；根據(jù)對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星和對(duì)應(yīng)的地面站的當(dāng)前工作計(jì)劃，對(duì)衛(wèi)星載荷約束和地面站類型約束對(duì)應(yīng)的待添加任務(wù)進(jìn)行沖突檢測(cè)；當(dāng)衛(wèi)星載荷約束和地面站類型約束對(duì)應(yīng)的待添加任務(wù)與當(dāng)前工作計(jì)劃不存在沖突時(shí)，得到任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排。

9、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，進(jìn)行任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求之間的匹配檢測(cè)之后，還包括：在任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求不匹配時(shí)，則根據(jù)用戶需求，更改用戶任務(wù)；根據(jù)更改后的用戶任務(wù)，返回根據(jù)用戶任務(wù)，生成拍攝計(jì)劃的步驟。

10、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，應(yīng)用于管理者大模型，包括：獲取單元，用于獲取用戶輸入；解析單元，用于對(duì)用戶輸入進(jìn)行解析，得到用戶任務(wù)；生成單元，用于根據(jù)用戶任務(wù)，生成拍攝計(jì)劃；智能體創(chuàng)建單元，用于根據(jù)拍攝計(jì)劃中的目標(biāo)拍攝計(jì)劃，建立相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和相應(yīng)的地面站智能體；獲取單元，用于分別向相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和相應(yīng)的地面站智能體發(fā)送招標(biāo)通知，以獲取通過(guò)衛(wèi)星智能體和地面站智能體生成的任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)；評(píng)估單元，用于對(duì)任務(wù)規(guī)劃投標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，得到對(duì)應(yīng)的中標(biāo)標(biāo)書；沖突檢測(cè)單元，用于根據(jù)中標(biāo)標(biāo)書，對(duì)用戶任務(wù)進(jìn)行沖突檢測(cè)，得到?jīng)_突檢測(cè)結(jié)果；更新單元，用于當(dāng)沖突檢測(cè)結(jié)果為不存在沖突時(shí)，將用戶任務(wù)對(duì)相應(yīng)的衛(wèi)星智能體和地面站智能體進(jìn)行任務(wù)更新，得到任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排；匹配檢測(cè)單元，用于在任務(wù)更新過(guò)程中，進(jìn)行任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求之間的匹配檢測(cè)；輸出單元，用于在任務(wù)更新對(duì)應(yīng)的任務(wù)安排與用戶需求匹配時(shí)，輸出任務(wù)安排對(duì)應(yīng)的任務(wù)規(guī)劃結(jié)果給相應(yīng)的衛(wèi)星和相應(yīng)的地面站。

11、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明又提供一種電子設(shè)備，電子設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)程序被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)前述的對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法。

12、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明進(jìn)一步地還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序被計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行前述的對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法。

13、如上，本發(fā)明的一種對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)及設(shè)備，具有以下有益效果：通過(guò)將每一個(gè)衛(wèi)星、地面站視為單獨(dú)的工作者智能體，并將各智能體結(jié)合管理者大模型的改進(jìn)的合同網(wǎng)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)任務(wù)規(guī)劃，充分發(fā)揮管理者大模型的推理能力，實(shí)現(xiàn)管理者大模型自動(dòng)進(jìn)行任務(wù)分配、任務(wù)沖突自主消解。并且將大模型技術(shù)應(yīng)用于管理者，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)的迭代規(guī)劃，從而能更好的進(jìn)行子任務(wù)分解、多任務(wù)優(yōu)先級(jí)評(píng)估、以及用戶需求匹配。并且將管理者大模型技術(shù)應(yīng)用于任務(wù)規(guī)劃，方便操作人員對(duì)規(guī)劃流程進(jìn)行把控，同時(shí)也便于對(duì)任務(wù)規(guī)劃結(jié)果的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。