一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统的制作方法
【专利摘要】一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，客户端采集模块确定卫星的初步访问轨迹输出给用户；用户向采集单归档模块提交访问需求单；采集单归档模块将产品数据反馈至相应用户，并将剩余合法访问需求单按照优先级排序并存储归档；采集单处理模块按照优先级顺序提取采集单信息，将采集单信息中时间信息和空间信息进行冗余消解，生成采集任务单并发送至卫星任务规划模块；卫星任务规划模块将采集任务单中的观测区域按照卫星成像能力进行条带划分，结合卫星轨道访问特性，生成卫星观测单；指令生成模块将卫星观测单生成遥控指令，上注至卫星；采集单反馈模块从卫星地面数据处理公共管理平台获取卫星观测单对应的数据信息，并将其存储在产品库中。
【专利说明】—种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星计划编排方法，具体涉及一种基于协商对策冲突消解算法的卫星需求处理方法。
【背景技术】
[0002]随着国内遥感卫星技术水平提高，应用范围不断扩大，用户对卫星的需求也越来越多，需求提交的形式也多样，包括电话、传真、网络等。对卫星有效载荷的任务管控是地面运行系统的管理控制核心，系统对各级别用户需求进行汇集分析，将用户需求转化为控制高分辨率对地观测系统的控制指令，调度安排对地观测平台采集获取观测数据和地面系统接收资源完成数据的接收和传输。并完成对星地系统的监控管理和指挥调度。
[0003]地面系统通常划分任务订单处理子系统来实现该项功能，该子系统是受理用户观测需求的信息枢纽，负责接收不同用户的数据采集需求，生成规范化描述的系统观测任务；同时对所有任务进行预处理，包括点目标的可见性分析以及对区域目标的划分，高分辨率对地观测卫星系统对区域目标的覆盖能力分析，任务冲突性分析等，另外还要对系统任务的执行状态进行跟踪与监控，并对用户订单信息、订单对应的任务信息及任务的执行状态信息进行综合管理。
[0004]上述用户需求处理方法是目前普遍采用的方法，可以完成当前各种用户采集需求，但也存在以下三方面的问题，一是用户参与及交流度不够，用户需求的响应时间较长；二是对于描述宽泛的用户需求，特别是要求大量卫星参与目标任务规划时，任务冲突消解效率不高；三是该方法需要较多的人工参与，增加了对人员的工作复杂度和出错概率。
[0005]在冲突消解方面，一般是依据用户事先确定的目标来设计、选择算法，在调度的过程中从一定程度上消解了这一阶段可能存在的冲突，如多个时间窗口对同一目标任务的冲突，多个任务对同一个时间窗口的资源冲突等。对于用户需求、订单级别等调度的预处理阶段的冲突问题研究较少。
【发明内容】
[0006]本发明的技术解决问题是:针对现有技术缺陷，提供一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，该系统能够方便快捷向用户提供定制的遥感数据。
[0007]本发明的技术解决方案是:一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，包括客户端采集模块、采集单归档模块、采集单处理模块、卫星任务规划模块、采集单反馈模块；
[0008]客户端采集模块利用卫星最新轨道根数确定卫星的初步访问轨迹，并输出给用户；用户根据卫星的初步访问轨迹向采集单归档模块提交访问需求单；
[0009]采集单归档模块对接收的所有的访问需求单进行合法性检查，丢弃非法访问需求单并反馈至相应用户，并查询产品库中是否存储合法访问需求单对应的产品数据，若存在，则直接从产品库中将产品数据反馈至相应用户，并将剩余合法访问需求单按照优先级排序并存储归档；
[0010]采集单处理模块按照优先级顺序从已归档的访问需求单中提取采集单信息，将采集单信息中时间信息和空间信息进行冗余消解，生成采集任务单并发送至卫星任务规划模块；所述的采集任务单与访问需求单之间具有映射关系；
[0011]卫星任务规划模块将采集任务单中的观测区域按照卫星成像能力进行条带划分，结合卫星轨道访问特性，生成卫星观测单；所述的采集任务单与卫星观测单之间具有映射关系;
[0012]指令生成模块将卫星观测单生成遥控指令，上注至卫星；
[0013]采集单反馈模块从卫星地面数据处理公共管理平台获取卫星观测单对应的数据信息，并将其存储在产品库中。
[0014]所述指令生成模块实现步骤如下:
[0015]( I)建立遥感卫星遥感指令发送链路规则；
[0016](2)建立卫星正向指令模板库:首先梳理卫星所有工作项目，将每个工作项目设置索引；然后将卫星每个工作项目分解为基本操作单元，每个基本操作单元设置索引编号，并为每个基本操作单元的输入参数项进行信息标注；所述的基本操作单元为遥感卫星工作载荷的不同工作模式；
[0017](3)建立指令模板规则序列库:根据遥感卫星各基本操作单元的工作过程，将每个基本操作单元的执行步骤、间隔时间、执行码字存储在各自的指令模板规则序列库中；
[0018](4)根据用户输入的探测计划，调用卫星正向指令模板库，确定本次探测计划对应的工作项目以及每个工作项目下的基本操作单元；
[0019](5)根据步骤(4)中确定的基本操作单元调用相应的指令模板规则序列库，根据遥感卫星的指令封装格式将上述确定的工作项目、基本操作单元以及基本操作单元的执行步骤、间隔时间、执行码字进行封装，生成完整的卫星可执行的指令序列块；
[0020](6)从上述生成的指令序列块中解析出基本操作单元，判断指令序列块中基本操作单元的执行步骤、间隔时间是否符合卫星逆向指令参数项模板库中的约束要求，若不符合，则人工检查用户输入的探测计划以及步骤(3)中建立的指令模板规则序列库，修改后从步骤(4)开始重新执行；否则转步骤(7)；
[0021](7)将符合约束条件的指令序列块存储，并按照步骤(I)中建立的遥感指令发送链路规则发送至卫星指令上注中心，由卫星指令上注中心上传至卫星。
[0022]所述的卫星逆向指令参数项模板库包括指令码字序号、指令码字序列、指令内容、指令约束时序要求和指令模板关联要求；所述的指令内容与基本操作单元对应；
[0023]将卫星工作载荷不同工作模式下的约束条件转换成约束公式，存储在指令约束时序要求中；根据用户输入的探测计划，将基本操作单元每个执行步骤的执行先后顺序存储在指令模板关联要求中。
[0024]所述步骤(I)中遥感指令发送链路规则采用“三判二”的链路机制，即对于每个指令序列块，均发送三次，抽取其中的两个指令序列块进行CRC比对，将比对通过的指令序列块发送。
[0025]本发明与现有技术相比有益效果为:
[0026]( I)本发明客户端采集模块利用卫星最新轨道根数确定卫星的初步访问轨迹，并输出给用户，既为用户提供了提取数据需求的依据，方便了用户对数据观测时间的初步把握，又可以为服务端的卫星计划编排减轻了初级需求单的消解压力，提高用户获取数据的可行性和成功率。
[0027](2)本发明将接收的访问需求单进行整合归并考虑任务单需求种类、卫星工作约束、数据存储限制、数据下传限制等因素。针对用户类型多样的采集需求，基于协商对策的冲突消解算法能更好发挥其优势作用，对任务规划中调度预处理阶段中在卫星资源参数层产生的冲突问题进行优化协商处理，进而生成满足卫星载荷约束、地面站接收约束等各种约束条件的观测任务计划和数据接收计划。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明系统组成框图；
[0029]图2为本发明客户端需求采集流程；
[0030]图3为本发明任务单接收流程；
[0031]图4为本发明任务单处理流程；
[0032]图5为本发明任务规划流程示意图。
【具体实施方式】[0033]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。本发明一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，如图1所示，包括客户端采集模块、采集单归档模块、采集单处理模块、卫星任务规划模块、采集单反馈模块；各模块协同工作既为用户提供了提取数据需求的依据，方便了用户对数据观测时间的初步把握，又可以为服务端的卫星计划编排减轻了初级需求单的消解压力。
[0034](一)客户端采集模块
[0035]客户端采集模块利用卫星最新轨道根数确定卫星的初步访问轨迹，并输出给用户；用户根据卫星的初步访问轨迹向采集单归档模块提交访问需求单；如图2所示:
[0036]客户端采集模块可以设计为BS结构或者CS结构，包括卫星资源选择、时间选择、区域选择、结果展示、提交任务等元素，见表1，用户可以通过人机交互界面选择相应参数，客户端采集模块根据用户的选择，利用卫星最新轨道根数确定卫星的初步访问轨迹，即可以采用HPOP轨道预报算法完成卫星过境时间计算，卫星观测覆盖时间计算，卫星进出地球阴影区时刻，卫星的星下点轨迹和卫星传感器的扫描覆盖区等预报。
[0037]表1客户端计划编排人机界面元素说明
[0038]
界面元素名称__含义及内容说明__显示性质
资源选择__用户可以在资源树中选择卫星和遥感器资源__可选
时间选择 —用户可以选择计划的开始和结束时间可选
用户可以通过在Gis地图中框选或者在手动输入区域的经纬度信~
区域选择絲定义区域可獅耳
结果展示__软件将规划的结果通过列表的方式展示__只读
提交任务用户可以勾选满意的任务作为采集任务单提交可点击[0039]用户提交的访问需求单主要分为常规采集任务单、用户采集任务单和快反采集任务单，三类访问需求单的优先级顺序为快反采集任务单高于用户采集任务单高于常规采集任务单，访问需求单内部数据见表2:
[0040]表2采集任务单内部数据表
[0041]
【权利要求】
1.一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，其特征在于:包括客户端采集模块、采集单归档模块、采集单处理模块、卫星任务规划模块、采集单反馈模块； 客户端采集模块利用卫星最新轨道根数确定卫星的初步访问轨迹，并输出给用户；用户根据卫星的初步访问轨迹向采集单归档模块提交访问需求单； 采集单归档模块对接收的所有的访问需求单进行合法性检查，丢弃非法访问需求单并反馈至相应用户，并查询产品库中是否存储合法访问需求单对应的产品数据，若存在，则直接从产品库中将产品数据反馈至相应用户，并将剩余合法访问需求单按照优先级排序并存储归档； 采集单处理模块按照优先级顺序从已归档的访问需求单中提取采集单信息，将采集单信息中时间信息和空间信息进行冗余消解，生成采集任务单并发送至卫星任务规划模块；所述的采集任务单与访问需求单之间具有映射关系； 卫星任务规划模块将采集任务单中的观测区域按照卫星成像能力进行条带划分，结合卫星轨道访问特性，生成卫星观测单；所述的采集任务单与卫星观测单之间具有映射关系; 指令生成模块将卫星观测单生成遥控指令，上注至卫星； 采集单反馈模块从卫星地面数据处理公共管理平台获取卫星观测单对应的数据信息，并将其存储在广品库中。
2.根据权利要求1所述的一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，其特征在于:所述指令生成模块 实现步骤如下: (1)建立遥感卫星遥感指令发送链路规则； (2)建立卫星正向指令模板库:首先梳理卫星所有工作项目，将每个工作项目设置索引；然后将卫星每个工作项目分解为基本操作单元，每个基本操作单元设置索引编号，并为每个基本操作单元的输入参数项进行信息标注；所述的基本操作单元为遥感卫星工作载荷的不同工作模式； (3)建立指令模板规则序列库:根据遥感卫星各基本操作单元的工作过程，将每个基本操作单元的执行步骤、间隔时间、执行码字存储在各自的指令模板规则序列库中； (4)根据用户输入的探测计划，调用卫星正向指令模板库，确定本次探测计划对应的工作项目以及每个工作项目下的基本操作单元； (5)根据步骤(4)中确定的基本操作单元调用相应的指令模板规则序列库，根据遥感卫星的指令封装格式将上述确定的工作项目、基本操作单元以及基本操作单元的执行步骤、间隔时间、执行码字进行封装，生成完整的卫星可执行的指令序列块； (6)从上述生成的指令序列块中解析出基本操作单元，判断指令序列块中基本操作单元的执行步骤、间隔时间是否符合卫星逆向指令参数项模板库中的约束要求，若不符合，则人工检查用户输入的探测计划以及步骤(3)中建立的指令模板规则序列库，修改后从步骤(4)开始重新执行；否则转步骤(7)； (7)将符合约束条件的指令序列块存储，并按照步骤(1)中建立的遥感指令发送链路规则发送至卫星指令上注中心，由卫星指令上注中心上传至卫星。
3.根据权利要求2所述的一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，其特征在于:所述的卫星逆向指令参数项模板库包括指令码字序号、指令码字序列、指令内容、指令约束时序要求和指令模板关联要求；所述的指令内容与基本操作单元对应； 将卫星工作载荷不同工作模式下的约束条件转换成约束公式，存储在指令约束时序要求中；根据用户输入的探测计划，将基本操作单元每个执行步骤的执行先后顺序存储在指令模板关联要求中。
4.根据权利要求2所述的一种基于协商对策冲突消解的卫星需求处理系统，其特征在于:所述步骤(1)中遥感指令发送链路规则采用“三判二”的链路机制，即对于每个指令序列块，均发送三次，抽取其中的两个指令序列块进行CRC比对，将比对通过的指令序列块发送。
【文档编号】G06F17/30GK103679352SQ201310632262
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】邱虎, 刘明亮, 喻文勇 申请人:中国资源卫星应用中心