(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111524039.X (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 中国西安 卫星测控中心 地址 710043 陕西省西安市新城区咸宁东 路462号 (72)发明人 王官龙　孙清　宋建国　李明则　 潘弘泽　肖勇　谷小松　吴涛　 袁辉　范志勇　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 代理人 段盼姣 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) (54)发明名称 基于分层优化的卫星测控任务调度方法、 装 置和设备 (57)摘要 本申请涉及基于分层优化的卫星测控任务 调度方法、 装置和设备， 方法包括： 基于资源使用 申请， 建立统一模型的中高轨卫星资源需求对象 集合、 设备能力对象集合和卫星对设备的可见预 报集合； 对需求对象集合进行预处理和解耦关联 约束， 生成各调度分层的新需求对象集合； 根据 新需求对象集合、 设备能力对象集合和可见预报 集合， 依次串行调用设计的分调度层进行资源分 层调度， 生成分层调度初始解集合； 调用设计的 优化调度层， 根据需求对象集合对分层调度初始 解集合进行关联约束重建与优化调度处理， 生成 分层调度优化解集合； 分层调度优化解集合用于 指示资源使用申请对应的中高轨卫星资源调度 结果。 大幅提高了中高轨卫星例行测控任务的调 度效率。 权利要求书5页 说明书15页 附图7页 CN 114239951 A 2022.03.25 CN 114239951 A 1.一种基于分层优化的卫星测控 任务调度方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 基于收到的资源使用申请， 建立统一模型的中高轨卫星资源需求对象集合、 设备能力 对象集合和卫星对设备的可 见预报集合； 对所述需求对象集合进行预处理和解耦关联约束， 生成各调度分层的新需求对象集 合； 根据所述新需求对象集合、 所述设备能力对象集合和所述可见预报集合， 依次串行调 用设计的分调度层进行资源分层调度， 生成分层调度初始解集合； 所述分调度层包括连续 跟踪任务调度层、 单遥测限定设备调度层、 一体化测控数传调度层、 测轨/遥控需求调度层 和单遥测补全处 理调度层； 调用设计的优化调度层， 根据 所述需求对象集合对所述分层调度初始解集合进行关联 约束重建与优化调度 处理， 生成分层调度优化解集合； 所述分层调度优化解集合用于指示 所述资源使用申请对应的中 高轨卫星资源调度结果。 2.根据权利要求1所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在于， 对所述 需求对象集合进行预处理和 解耦关联约束， 生成各调度分层的新需求对 象集合的步骤， 包 括： 检查所述需求对象集合中原需求对象的设备约束、 时间约束和关联约束参数的合理 性； 对有关联约束的原需求对象进行关联约束解耦； 以所述需求对象集合中无关联约束的原需求对象及解耦后的原需求对象为模板， 建立 需求序号共用的新需求对象并为每 个所述新需求对象添加子需求序号。 3.根据权利要求2所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在于， 以所述 需求对象集合中无关联约束的原需求对象及解耦后的原需求对象为模板， 建立需求序号共 用的新需求对象并为每 个所述新需求对象添加子需求序号标识的步骤， 包括： 将所述新需求对象的需求序号设置为相应原需求对象的需求序号； 将无关联约束的原需求对象相应的所述 新需求对象的子需求序号设置为固定标识值； 对同一原需求对象解耦后 生成的各原需求对象分别对应的各所述新需求对象， 设置从 设定标识值 开始呈顺序排列的各相应子需求序号。 4.根据权利要求1至3任一项所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在 于， 根据所述新需求对象集合、 所述设备能力对象集合和所述可见预报集合， 依次串 行调用 设计的分调度层进行资源分层调度的过程之前， 还 包括步骤： 根据所述新需求对象集合中需求对象的任务类型和特征标识， 将所述新需求对象集合 拆分为多个子需求对 象集合； 所述特征标识是指必须连续跟踪标识为是， 多个所述子需求 对象集合包括连续跟踪任务需求子集合、 单遥测任务需求子集合、 一体化测控数传任务需 求子集合和测控/测轨任务需求子集 合； 根据所述设备能力对象集合中设备承担的任务及支持的任务类型， 将所述设备能力对 象集合拆分为多个设备子集合； 多个所述设备子集合包括只支持单遥测的设备子集合， 支 持一体化遥测数传、 测轨及遥控的设备子集 合以及支持测轨与遥控的设备子集 合。 5.根据权利要求4所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在于， 所述连 续跟踪任务调 度层采用连续跟踪任务调 度法进行资源调 度， 所述单遥测限定设备调 度层和权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114239951 A 2所述单遥测补 全处理调 度层采用单遥测任务调 度法进行资源调 度， 所述一体化测控数传调 度层和所述测轨 /遥控需求调度层采用局部 搜索选优调度法进行资源调度。 6.根据权利要求5所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在于， 所述连 续跟踪任务调度法， 包括 步骤： 将所述连续跟踪任务需求子集 合中的连续跟踪需求对象按优先级降序排序； 判断连续跟踪需求对象是否遍历完毕； 若是， 则结束连续跟踪任务调度； 若否， 则载入一个连续跟踪需求对象； 判断已分配 计划是否满足最小服 务时长需求； 若是， 则返回所述判断连续跟踪需求对象是否遍历完毕的步骤； 若否， 则基于所述支持测轨与遥控的设备子集合载入连续跟踪需求对象的期望设备列 表； 基于连续跟踪需求对象时间窗口， 根据所述可 见预报集合载入期望设备的可 见预报； 构建满足连续跟踪需求对象的可 行解空间； 判断可行解对象是否遍历完毕； 若是， 则返回所述判断连续跟踪需求对象是否遍历完毕的步骤； 若否， 则载入一个可 行解对象； 取跟踪结束时间与载入的可 行解对象的跟踪开始时间相接的计划； 基于选取的计划建立跟踪结束时间延伸到可 行解对象的跟踪结束时间的新计划对象； 删除选取的计划并将新计划对象加入已分配 计划集合； 判断已分配 计划是否满足最小服 务时长需求； 若是， 则返回所述判断连续跟踪需求对象是否遍历完毕的步骤； 若否， 则返回所述判断可 行解对象是否遍历完毕的步骤。 7.根据权利要求5所述的基于分层优化的卫星测控任务调度方法， 其特征在于， 所述单 遥测任务调度法， 包括 步骤： 判断所述单遥测任务需求子集 合中需求对象是否遍历完毕； 若判断所述单遥测任务需求子集 合中需求对象未遍历完毕， 则执 行如下步骤： 载入一个单遥测需求对象； 将单遥测需求对象的期望设备列表载入可用设备列表； 基于时间窗口从所述可 见预报集合中取可用设备的可 见预报数据； 构建满足单遥测需求对象的可 行解空间； 构建单遥测可 行解空间； 返回所述判断所述单遥测任务需求子集 合中需求对象是否遍历完毕的步骤； 若判断所述单遥测任务需求子集 合中需求对象遍历完毕， 则执 行如下步骤： 判断需求对象是否处 理完毕； 若是， 则结束单遥测资源调度； 若否， 则载入 优先级最高的单遥测需求对象的可 行解空间； 判断可行解空间的可用可 行解是否为 零； 若是， 则返回所述判断需求对象是否处 理完毕的步骤；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114239951 A 3