空间任务滚动式规划方法、系统、电子设备和存储介质

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品，因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、随着梦天舱发射升空并顺利完成交会对接和转位，中国空间站在轨组装基本完成。“造船为建站，建站为应用”，空间站建设的一个重要目的就是在太空设立用于开展各类空间科学实验的实验室，开展较大规模的空间应用，助力经济社会发展。

2、空间科学实验的开展需要大量资源支撑，如测控资源、功耗资源、数传资源、存储资源等，若所有科学实验载荷在同一时刻全部工作，将超过空间站资源承受能力，影响仪器设备和空间站运行安全。且空间科学实验具有不确定性和间歇性的工作特点。常规模式下，通过测控窗口将某项科学实验控制指令上注到目标载荷后，地面科学用户需要判读下行的遥测、工参等以获取实验状态，根据实时状态决策下一步操作，地面科学用户很难预判准备后续控制指令，实验需求变动频繁，实验进程不连续，因此对地面任务规划系统提出了巨大的挑战。

3、目前，对于空间任务规划还是依赖固定式规划方法，每天安排固定时间进行一次集中统一式规划。由于实验规模小、流程固定，根据规划结果将指令一次性全部上注即可。但目前空间站科学实验载荷数量众多，科学实验规模庞大，超出了上行窗口资源承载能力，无法根据固定式规划结果将所有指令在一个测控窗口内全部发送。且实验需求变动频繁，实验变动后，固定式规划方法无法立即将实验纳入规划，时效性较差。除此之外，科学实验任务需要根据实时遥测判断实验状态，决策后续实验流程，因此相关指令往往需要等到下一个测控窗口才能进行上注，而指令的上注时间严格限制了指令的执行时间，造成一些测控时间窗口内资源浪费，固定式规划方法对资源的利用率有待提高。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种空间任务滚动式规划方法、系统、电子设备和存储介质。

2、第一方面，本发明提供一种空间任务滚动式规划方法，该方法的技术方案如下：

3、根据空间任务测控计划，确定每个测控窗口对应的冻结时刻；

4、依次对每个测控窗口进行规划，得到每个测控窗口的空间任务规划结果；其中，针对任一测控窗口，将该测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务进行任务规划，得到该测控窗口的空间任务规划结果。

5、本发明的一种空间任务滚动式规划方法的有益效果如下：

6、本发明的方法解决了固定式任务规划的设计缺陷，通过冻结时刻的设计快速地适应了空间科学实验需求的变化，从而有效提高了空间任务规划效率。

7、在上述方案的基础上，本发明的一种空间任务滚动式规划方法还可以做如下改进。

8、在一种可选的方式中，确定任一测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务的步骤，包括：

9、若任一测控窗口为所述空间任务测控计划中的首个测控窗口，则将缓存队列中所存储的该测控窗口对应的冻结时刻之前的空间任务，确定为该测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务；

10、若任一测控窗口不为所述空间任务测控计划中的首个测控窗口，则将所述缓存队列中所存储的该测控窗口的上一测控窗口对应的冻结时刻之后至该测控窗口对应的冻结时刻之前的空间任务，确定为该测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务。

11、在一种可选的方式中，任一测控窗口的空间任务规划结果包括：该测控窗口在冲突消解后的每个未规划空间任务的规划结果；将任一测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务进行任务规划，得到该测控窗口的空间任务规划结果的步骤，包括：

12、将所述任一测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务进行流水线划分，并对该测控窗口的每个流水线中的未规划空间任务分别进行冲突消解，得到该测控窗口在冲突消解后的每个未规划空间任务的规划结果。

13、在一种可选的方式中，将所述任一测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务进行流水线划分的步骤，包括：

14、将所述任一测控窗口的起始时刻设置为该测控窗口的时间分割线的初始值；

15、判断所述任一测控窗口的起始时刻是否在所述任一测控窗口的任一未规划空间任务的执行时间段内，得到第一判断结果；

16、当所述第一判断结果为是时，将所述时间分割线以固定步长向后移动预设次数，当所述时间分割线的最终值超出所述任一测控窗口的结束时刻时，按照所述时间分割线对应的所有取值中切割所述任一测控窗口的未规划空间任务数量最小的目标取值进行流水线划分，并删除位于所述时间分割线的所述目标取值上的未规划空间任务，得到该测控窗口的每个流水线中的未规划空间任务；

17、当所述任一判断结果为否时，将所述任一测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务确定为该测控窗口的同一流水线中的未规划空间任务。

18、在一种可选的方式中，在对所述任一测控窗口的每个流水线中的未规划空间任务分别进行冲突消解的步骤之前，还包括：

19、对所述任一测控窗口的任一流水线中的未规划空间任务分别进行能源约束检查、时序约束检查、指令上行约束检查和数据下行约束检查，以判断所述任一测控窗口的所述任一流水线中的未规划空间任务是否存在约束冲突。

20、在一种可选的方式中，对所述任一测控窗口的任一流水线中的未规划空间任务进行冲突消解的步骤，包括：

21、当所述任一测控窗口的所述任一流水线中的未规划空间任务存在约束冲突时，对所述任一测控窗口的所述任一流水线中的未规划空间任务进行冲突消解。

22、在一种可选的方式中，每个未规划空间任务的规划结果均包括：指令上行计划、载荷工作计划与数据下行计划。

23、第二方面，本发明提供一种空间任务滚动式规划系统，该系统的技术方案如下：

24、包括：处理模块和规划模块；

25、所述处理模块用于：根据空间任务测控计划，确定每个测控窗口对应的冻结时刻；

26、所述规划模块用于：依次对每个测控窗口进行规划，得到每个测控窗口的空间任务规划结果；其中，针对任一测控窗口，将该测控窗口对应的冻结时刻之前的未规划空间任务进行任务规划，得到该测控窗口的空间任务规划结果。

27、本发明的一种空间任务滚动式规划系统的有益效果如下：

28、本发明的系统解决了固定式任务规划的设计缺陷，通过冻结时刻的设计快速地适应了空间科学实验需求的变化，从而有效提高了空间任务规划效率。

29、第三方面，本发明的一种电子设备的技术方案如下：

30、包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明的空间任务滚动式规划方法的步骤。

31、第四方面，本发明提供的一种计算机可读存储介质的技术方案如下：

32、计算机可读存储介质中存储有指令，当计算机可读存储介质读取所述指令时，使所述计算机可读存储介质执行如本发明的空间任务滚动式规划方法的步骤。

33、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。