任务规划软件

1.1 概述

任务规划软件负责集成所有在轨卫星的任务规划算法，添加同型号/系列卫星联合规划功能，实现高分系列卫星、空基十二五系列卫星、空基十三五系列卫星联合规划，优化多星联合任务规划功能，降低多个系统存在的覆盖冗余度。

1.2 功能

任务规划软件身负重任，全力搭建起一个统一且强大的平台，旨在将所有在轨卫星的任务规划算法进行无缝集成。这些算法来源极为广泛，涵盖了不同卫星制造商、不同应用场景下所研发的复杂多样的算法。软件通过先进的数据处理技术和高效的算法整合机制，将这些算法有序地融合在一起。如此一来，后续的任务规划工作便有了坚实的基础，不同类型卫星的任务规划得以在统一框架下有条不紊地开展。无论是低轨道遥感卫星，还是高轨道通信卫星，其任务规划均可通过这一集成平台进行高效管理，大大提升了卫星任务规划的整体效率与协同性。 软件具备卓越的促成同型号/系列卫星联合规划的能力。以高分系列卫星、空基十二五系列卫星以及空基十三五系列卫星为例，软件能够精准地协调它们之间的协同作业。在针对大面积区域的生态环境监测任务中，软件可依据各颗高分系列卫星的轨道特点、传感器性能等参数，精心规划观测路径。让多颗高分系列卫星从不同角度同步对目标区域进行观测，有的负责可见光波段成像，有的专注于红外波段探测。这种协同规划模式，一方面极大地缩短了对大面积区域的观测周期，提升了观测效率；另一方面，避免了卫星资源的重复浪费，使得有限的卫星资源得到充分且合理的运用，为获取全面、精准的区域生态环境数据提供了有力保障。

借助前沿的智能算法和精心设计的先进调度策略，持续不断地对多星联合任务规划进行深度优化。在任务规划进程中，软件会全面收集卫星的轨道位置、剩余燃料、有效载荷工作状态等实时资源信息。基于这些详尽的数据，运用智能资源分配算法，合理地为每颗卫星分配观测任务、通信任务等。同时，通过冲突检测与规避算法，有效避免多颗卫星在任务执行过程中出现观测区域重叠、通信频段干扰等任务冲突情况。经过一系列这样的精细化操作，软件成功地降低了多个系统之间存在的覆盖冗余度，最终达成卫星资源的最优配置，确保每颗卫星在各自的任务中都能充分发挥最大效能，提升整个卫星系统的任务执行效益。

在成功集成高分系列卫星、空基十二五系列卫星单星规划算法后，软件对于集成卫星的单星任务规划支持变得更为全面且精准。以高分五号卫星执行特定工业污染源监测任务为例，软件能够依据该卫星高光谱分辨率、宽覆盖范围等技术参数，以及工业污染源分布特点、监测精度要求等具体任务目标，精确规划卫星的运行轨迹，确定最佳的观测时间窗口，选择最合适的数据采集方式，如推扫式成像或凝视成像。通过这种精细化的任务规划，满足了多样化的任务需求，使得单星任务规划工作更加科学、高效，能够更好地应对复杂多变的实际应用场景。

通过对多星多任务协同分配算法和应急多星联合规划算法进行深度优化，显著提升了卫星任务规划的自动化程度。在常规的多星对地观测任务中，优化后的多星多任务协同分配算法能够自动根据卫星的轨道分布、任务优先级、天气条件等因素，快速生成最优的任务分配方案，无需人工手动干预。而在面对诸如地震、洪水等突发自然灾害时，应急多星联合规划算法可在极短的时间内，自动调配多颗卫星资源。例如，迅速安排光学卫星获取受灾区域的地表图像，同时调度雷达卫星穿透云层获取地形信息。这一优化成果大幅减少了人工干预环节，不仅加快了任务规划速度，还显著提高了规划的准确性。卫星系统由此能够更加高效地响应各类任务，极大地提升了整个卫星任务执行体系的运行效率，为及时获取关键信息、做出科学决策提供了有力支持。

构建了一套完善的业务信息管理体系，对卫星任务订单信息、任务执行进度、数据存储与传输等业务信息进行集中化管理。在卫星任务订单信息管理方面，软件详细记录客户需求、任务起止时间、观测区域等关键信息，方便任务承接与安排。对于任务执行进度，软件通过实时数据反馈，以直观的图表形式展示每颗卫星的任务完成情况，如已完成观测区域占比、数据传输进度等。在数据存储与传输管理上，软件可根据数据类型、重要程度等因素，自动选择最优的存储路径与传输协议。用户借助这一功能，仿佛拥有了一幅任务规划的全景图，能够实时全面地把控任务规划整体情况，方便根据实际情况进行灵活的任务调度和合理的资源管理，有效提高任务执行效率和资源利用合理性，保障卫星任务的顺利推进。

当紧急情况如突发自然灾害、重大安全事件等发生时，软件具备迅速响应的能力。其利用优化后的应急多星联合规划算法，在短时间内启动应急响应机制。首先，快速收集受灾区域位置、范围以及对信息的紧急需求等关键信息。然后，依据卫星资源数据库，迅速调配多颗卫星资源。比如在森林火灾救援中，软件会立即安排具备热红外探测能力的卫星对火灾区域进行监测，确定火势蔓延方向；同时调度高分辨率光学卫星获取火灾周边地形与道路信息，为消防救援力量的部署提供准确数据支持。通过制定科学合理的应急观测或救援任务方案，软件在自然灾害救援等紧急行动中发挥着关键作用，及时为救援工作提供准确数据，有力地助力救援行动高效开展，最大程度减少损失。

以直观的图形化方式展示卫星轨道、任务区域等信息，方便用户快速制定任务计划。数据查询界面提供多种查询方式，如按卫星型号、任务时间、观测区域等进行筛选，用户能够迅速获取所需数据。系统管理界面则将各项管理功能分类清晰，便于用户进行权限设置、系统参数调整等操作。

1.3 组成

任务规划软件由多星协同任务规划模块、单星任务规划模块、任务规划算法服务模块、规划业务信息管理模块和应急任务多星规划模块五部分组成。

图 6.4155任务规划软件组成图

1.4 处理流程

图 6.4156任务规划软件处理流程图

Ø 任务接收

接收外部任务指令，明确任务类型、目标等信息。​

Ø 任务分类

判断任务为常规或应急任务，对应不同处理路径。​

Ø 常规任务规划

多星协同任务规划模块与单星任务规划模块，结合任务规划算法服务模块，制定任务规划方案，规划业务信息管理模块提供数据支持。​

Ø 应急任务规划

应急任务多星规划模块迅速制定规划，同样依托任务规划算法服务模块与规划业务信息管理模块。​

Ø 任务执行

卫星依据规划方案执行任务，任务执行与监控功能实时跟踪。​

Ø 监控与调整

根据任务执行状态，动态调整规划方案。​

Ø 任务完成

任务结束后总结经验，更新知识库。

1.5 接口

1.5.1 外部接口

图 6.4157任务规划软件外部接口图

表 6.479任务规划软件外部接口表

1.5.2 内部接口

图 6.4158任务规划软件内部接口图

表 6.480任务规划软件内部接口表

1.6 多星协同任务规划模块

1.6.1 概述

多星协同任务规划模块是实现多颗卫星联合执行任务的核心模块，其目标是通过智能协调，充分发挥每颗卫星的优势，提升多星联合执行任务的效率与效果。在复杂的卫星应用场景中，如全球气候变化监测、跨国通信网络构建等，单颗卫星往往难以满足任务需求，需要多颗卫星协同作业。该模块承担着整合多星资源、优化任务分配的重要职责，是实现大规模、复杂卫星任务的关键所在。

1.6.2 功能

Ø 任务协同分配

该功能是多星协同任务规划模块的核心功能之一。依据多星各自独特的性能参数，如卫星的轨道高度决定了其观测覆盖范围，轨道倾角影响观测区域的周期性变化；载荷能力方面，光学载荷决定了成像分辨率与光谱范围，雷达载荷可实现全天候、穿透性探测。同时结合任务需求，如对海洋生态环境监测任务，需要获取海洋温度、盐度、叶绿素浓度等多方面信息，就需要不同类型载荷的卫星协同作业。模块运用先进的协同分配算法，对观测、通信等任务进行合理分配。例如，将大面积海洋温度监测任务分配给轨道覆盖范围广、具备红外探测载荷的卫星；将高分辨率海洋表面成像任务分配给具有高分辨率光学载荷的卫星。通过这种智能分配，避免了卫星资源的浪费和任务冲突，使每颗卫星都能在任务中发挥最大效能。​

Ø 数据融合处理

在多星执行任务过程中，不同卫星会采集到各种类型的数据，数据融合处理功能负责将这些数据进行整合与初步处理。首先，接收各卫星通过通信链路传输的数据，这些数据可能具有不同的数据格式、分辨率和坐标系。模块会进行格式统一，将所有数据转换为软件能够统一处理的标准格式；然后进行数据清洗，去除数据中的噪声、异常值等干扰信息。接着，运用先进的融合算法，如基于特征级、像素级或决策级的融合方法，将不同卫星的数据进行整合，生成综合数据产品。例如，将光学卫星的高分辨率影像数据与微波卫星的穿透性探测数据融合，能够获取更全面、准确的地物信息，为后续的数据分析与应用提供坚实的数据基础。​

Ø 协同策略制定

针对不同类型的任务，协同策略制定功能发挥着关键作用。对于观测任务，如对城市发展动态的长期监测，模块会制定接力观测策略，安排不同轨道的卫星在不同时间对同一区域进行观测，确保观测的连续性与全面性；对于通信任务，如构建全球卫星通信网络，会制定联合通信策略，优化卫星之间的通信链路，提高通信效率与稳定性。在制定策略过程中，模块会深入分析任务类型的特点，结合卫星资源情况，参考历史任务数据，运用优化算法对策略进行评估和优化，确保制定出的协同策略既能满足任务需求，又能最大程度利用卫星资源。

1.6.3 组成

多星协同任务规划模块由任务协同分配功能、数据融合处理功能和协同策略制定功能三部分组成。

图 6.4159多星协同任务规划模块组成图

1.6.4 处理流程

图 6.4160多星协同任务规划模块处理流程图

Ø 任务需求获取

从规划业务信息管理模块接收任务需求，包括任务目标、时间限制、精度要求等。​

Ø 卫星资源评估

结合卫星状态监控功能提供的卫星实时状态，评估各卫星的可用资源，如能源、存储、通信带宽等。​

Ø 任务协同分配

运用任务协同分配功能，根据任务需求和卫星资源，制定任务分配方案，将任务合理分配至各卫星。​

Ø 协同策略制定

利用协同策略制定功能，确定卫星间的通信、数据交互等协同策略。​

Ø 数据融合规划

依据任务类型和数据特点，规划数据融合处理流程，明确各卫星数据的融合方式与顺序。​

Ø 方案输出

将任务分配方案、协同策略及数据融合规划结果输出给单星任务规划模块和应急任务多星规划模块。

1.6.5 接口

1.6.5.1 外部接口

图 6.4161多星协同任务规划模块外部接口图

表 6.481多星协同任务规划模块外部接口表

1.6.5.2 内部接口

图 6.4162多星协同任务规划模块接口图

表 6.482多星协同任务规划模块接口表

1.6.6 任务协同分配功能

1.6.6.1 功能

依据多星各自的性能参数（如轨道、载荷能力等）和任务需求，智能分配观测、通信等任务，避免卫星资源浪费和任务冲突。通过精准的任务分配，使多星在执行任务时能够相互配合，发挥出整体优势，提高任务执行效率与质量。

1.6.6.2 流程

图 6.4163任务协同分配功能处理流程图

Ø 任务与卫星信息收集

从规划业务信息管理模块获取任务目标、任务优先级、时间要求等任务相关信息，从卫星状态监控功能获取各卫星的性能参数、轨道参数以及当前状态等卫星信息。​

Ø 性能与需求匹配分析

对收集到的任务和卫星信息进行分析，将任务需求与卫星性能逐一匹配，初步筛选出适合执行各任务的卫星候选名单。​

Ø 轨道与时间评估

结合卫星轨道参数和任务时间要求，评估候选卫星在任务执行时间段内的可见性和可用性，进一步缩小卫星选择范围。​

Ø 任务分配方案制定

综合考虑任务优先级、卫星性能、轨道及时间因素，运用优化算法制定详细的任务分配方案，明确每颗卫星承担的具体任务以及任务执行顺序和时间安排。

Ø 方案审核与优化

对制定好的任务分配方案进行审核，检查是否存在任务冲突、资源浪费等问题，如有需要，进行优化调整。​

Ø 方案输出

将最终确定的任务分配方案输出给数据融合处理功能用于后续数据处理规划，同时输出给协同策略制定功能，为制定卫星间协同策略提供依据。

1.6.6.3 接口

图 6.4164任务协同分配功能接口图

表 6.483任务协同分配功能接口表

1.6.7 数据融合处理功能

1.6.7.1 功能

整合多星执行任务过程中采集的数据，进行初步处理与融合，为后续分析提供综合数据支持。通过数据融合，能够将不同卫星获取的分散、片面的数据整合为全面、准确的信息，提升数据的价值与可用性。

1.6.7.2 流程

图 6.4165数据融合处理功能处理流程图

Ø 数据采集与传输

各卫星通过数据采集设备获取任务相关数据，并将数据传输至数据融合处理功能模块。​

Ø 数据预处理

对接收的数据进行格式转换、噪声去除等预处理操作，使数据符合后续处理要求。​

Ø 数据分类与存储

按照数据类型、采集时间等属性对预处理后的数据进行分类，存储至相应的数据存储区域。​

Ø 冲突与冗余检测

运用算法检测数据中的冲突和冗余部分，标记出问题数据。​

Ø 冲突解决与冗余消除

针对冲突数据，采用修正算法或人工干预的方式解决冲突；对于冗余数据，通过筛选规则去除冗余部分。​

Ø 数据融合操作

根据任务需求和数据特点，选择合适的数据融合算法，对处理后的卫星数据进行融合，生成融合后的数据。​

Ø 结果输出

将融合后的数据输出给任务规划算法服务模块用于数据分析，同时提供给规划业务信息管理模块进行数据存储和后续应用。

1.6.7.3 接口

图 6.4166数据融合处理功能接口图

表 6.484数据融合处理功能接口表

1.6.8 协同策略制定功能

1.6.8.1 功能

深入剖析不同任务类型的独特需求，结合卫星当前的资源状况，如卫星的能源储备、通信带宽剩余量、载荷可工作时长等，参考过往类似任务的历史数据，包括任务执行效果、卫星资源消耗情况等，运用优化算法制定出科学合理的多星协同作业策略。这些策略旨在最大程度地发挥卫星集群的整体效能，满足任务在精度、时效性、覆盖范围等方面的要求，同时确保卫星资源得到高效利用，避免资源浪费或过度消耗。

1.6.8.2 流程

图 6.4167协同策略制定功能处理流程图

Ø 任务与卫星信息收集

从规划业务信息管理模块获取任务目标、任务优先级、时间要求等任务相关信息；从卫星状态监控功能获取各卫星的性能参数、轨道参数、资源状态以及当前任务执行状态等卫星信息。​

Ø 通信能力评估

依据卫星的通信设备参数和轨道位置，评估卫星间的通信链路质量和通信能力，确定可行的通信方式和参数。​

Ø 任务同步需求分析

结合任务目标和执行逻辑，分析任务之间的依赖关系和同步需求，明确任务同步的时间点和触发条件。​

Ø 资源需求与供给分析

根据任务的资源需求和卫星的资源状态，进行资源供需匹配分析，确定资源分配的初步方案。​

Ø 策略制定

综合通信能力评估、任务同步需求分析和资源分配方案，制定卫星间的协同策略，包括通信策略、任务同步机制、资源分配策略以及应急响应策略等。​

Ø 策略审核与优化

对制定的协同策略进行全面审核，检查策略的合理性、可行性和有效性。通过模拟仿真等手段，对策略进行优化调整，确保策略能够满足任务执行要求。​

Ø 策略输出

将最终确定的协同策略输出给任务协同分配功能，用于指导任务分配；同时输出给应急任务多星规划模块，为应急任务规划提供策略支持。

1.6.8.3 接口

图 6.4168协同策略制定功能接口图

表 6.485协同策略制定功能接口表

1.7 单星任务规划模块

1.7.1 概述

单星任务规划模块专注于根据单颗卫星的独特特性，为其量身定制最优的任务执行方案。在卫星应用中，每颗卫星都有其特定的设计用途和技术参数，单星任务规划模块就是要充分挖掘这些特性，将任务需求与卫星能力进行精准匹配，确保单星在执行任务时能够发挥最大效能，同时保障任务的高效、准确完成。无论是常规的观测任务，还是特殊的实验任务，该模块都能为卫星制定详细、合理的任务规划。

1.7.2 功能

Ø 任务序列编排

综合考虑单星的轨道周期、载荷工作模式以及任务的优先级和时间要求等因素，精心编排任务执行序列。例如，对于一颗搭载光学成像载荷的卫星，其轨道周期决定了它在特定区域的过境时间，模块会根据任务对成像时间的要求，结合卫星轨道信息，合理安排在不同轨道周期内的成像任务，确保在满足任务时间限制的前提下，获取到最有价值的影像数据。同时，对于多个任务并存的情况，模块会根据任务优先级，合理调整任务执行顺序，优先保障重要任务的执行。​

Ø 资源调度管理

对单星的各类资源，如能源、存储、通信等进行全面、精细的调度管理。在能源方面，根据卫星任务执行过程中的能源消耗情况，结合卫星的能源补给方式（如太阳能板充电、电池储能等），合理安排任务执行时间，避免在能源不足时执行高能耗任务，确保卫星能源的可持续供应。在存储方面，根据任务产生的数据量和卫星存储容量，优化数据存储策略，及时清理无用数据，为新数据的存储腾出空间，保障数据的安全存储和有效管理。在通信方面，根据任务对数据传输的实时性要求，合理分配通信带宽，确保数据能够及时、稳定地传输到地面控制中心或其他接收端。​

Ø 任务参数设置

根据任务的具体需求和卫星的性能指标，精确设置任务执行参数。对于光学成像任务，设置拍摄角度、观测频率、分辨率等参数，以获取满足任务精度要求的影像数据。对于通信任务，设置通信频率、调制方式、信号强度等参数，确保通信的可靠性和稳定性。通过对任务参数的精准设置，使卫星能够在最佳工作状态下执行任务，提高任务完成的质量和效率。

1.7.3 组成

单星任务规划模块由任务序列编排功能、资源调度管理功能和任务参数设置功能三部分组成。

图 6.4169单星任务规划模块组成图

1.7.4 处理流程

图 6.4170单星任务规划模块处理流程图

Ø 任务需求获取

从规划业务信息管理模块接收任务目标、任务优先级、时间要求等任务相关信息。​

Ø 卫星资源与性能评估

结合卫星状态监控功能提供的卫星实时状态，评估卫星的可用资源，如能源储备、存储容量、通信能力等，以及卫星的各项性能参数。​

Ø 任务序列初步编排

运用任务序列编排功能，根据任务需求和卫星资源，制定初步的任务执行序列，确定任务的先后顺序和大致时间安排。​

Ø 资源分配规划

利用资源调度管理功能，依据任务序列和资源评估结果，为每个任务分配所需的资源，包括能源、存储、通信带宽等。​

Ø 任务参数设置

根据任务特点和卫星性能，通过任务参数设置功能，对每个任务的具体参数进行设置，如观测角度、采集频率等。​

Ø 方案审核与优化

对制定好的任务规划方案进行审核，检查任务序列是否合理、资源分配是否均衡、任务参数是否恰当等。如有需要，进行优化调整，确保方案的可行性和高效性。​

Ø 方案输出

将最终确定的单星任务规划方案输出给多星协同任务规划模块，用于整体任务协同规划；同时输出给应急任务多星规划模块，为应急情况下的任务调整提供基础。

1.7.5 接口

1.7.5.1 外部接口

图 6.4171单星任务规划模块外部接口图

表 6.486单星任务规划模块外部接口表

1.7.5.2 内部接口

图 6.4172单星任务规划模块接口图

表 6.487单星任务规划模块接口表

1.7.6 任务序列编排功能

1.7.6.1 功能

精准剖析单星的轨道周期规律，结合卫星载荷的工作模式，如光学成像载荷的成像时间间隔、雷达载荷的扫描周期等，以及任务的优先级和时间要求，进行综合考量。对于具备多种任务的卫星，依据任务的紧急程度和重要性，合理安排任务执行的先后顺序。例如，当有高优先级的紧急监测任务和常规的观测任务同时存在时，优先安排紧急监测任务，确保在规定时间内完成关键数据的获取。同时，巧妙利用卫星轨道周期，在卫星经过目标区域的最佳时机安排相应任务，以获取最优质的数据。比如，对于对光照条件要求苛刻的光学成像任务，在卫星处于合适的光照角度且经过目标区域时进行拍摄，从而在满足任务时间限制的基础上，获取到最具价值的影像数据。

1.7.6.2 流程

图 6.4173任务序列编排功能处理流程图

Ø 任务信息收集

从规划业务信息管理模块获取任务目标、任务优先级、时间要求等任务相关信息；从卫星状态监控功能获取卫星的当前状态、轨道参数等信息，以便结合卫星实际情况进行任务编排。​

Ø 任务优先级确定

根据收集到的任务信息，运用预设的优先级判定规则，明确每个任务的优先级。​

Ø 时间限制解析

仔细分析任务的时间要求，包括绝对时间限制和相对时间限制，为后续任务编排提供时间约束条件。​

Ø 逻辑关系梳理

梳理任务之间的逻辑先后顺序和依赖关系，构建任务逻辑关系图，直观展示任务间的关联。​

Ø 初始序列生成

基于任务优先级、时间限制和逻辑关系，运用任务序列编排算法，生成初步的任务执行序列。​

Ø 序列优化调整

对初始任务序列进行评估，检查是否存在任务冲突、时间不合理利用等问题。通过优化算法或人工干预，对任务序列进行调整优化，确保序列的可行性和高效性。​

Ø 结果输出

将最终确定的任务执行序列输出给资源调度管理功能，用于资源分配规划；同时输出给任务参数设置功能，以便根据任务执行顺序设置相应参数。

1.7.6.3 接口

图 6.4174任务序列编排功能接口图

表 6.488任务序列编排功能接口表

1.7.7 资源调度管理功能

1.7.7.1 功能

对单星的能源、存储、通信等资源实施精细化的调度管理。在能源管理方面，密切关注卫星任务执行过程中的能源消耗情况，结合卫星的能源补给方式，如太阳能板在不同轨道位置的光照条件下的发电效率、电池的充放电特性等，合理规划任务执行时间。对于高能耗的任务，如大功率雷达探测任务，选择在太阳能板发电充足且卫星能源储备较高时执行，避免在能源不足时执行此类任务，确保卫星能源的可持续供应。在存储管理方面，根据任务产生的数据量以及卫星的存储容量，制定优化的数据存储策略。及时清理已经传输且不再需要的历史数据，为新任务数据的存储腾出空间，同时对重要数据进行备份，保障数据的安全存储和有效管理。在通信管理方面，依据任务对数据传输实时性的要求，合理分配通信带宽。对于实时性要求高的任务，如紧急灾害监测数据的传输，优先分配较大的通信带宽，确保数据能够及时、稳定地传输到地面控制中心或其他接收端。

1.7.7.2 流程

图 6.4175资源调度管理功能处理流程图

Ø 资源信息收集

从卫星状态监控功能获取卫星的能源、存储、通信带宽等资源的实时状态信息，为资源调度提供基础数据。​

Ø 任务资源需求获取

从任务序列编排功能获取任务执行序列，并结合任务信息管理功能，分析每个任务的资源需求，明确各任务对不同资源的类型、数量和使用时间要求。​

Ø 资源分配策略制定

根据资源信息和任务资源需求，综合考虑任务优先级、时间限制等因素，运用资源分配算法，制定详细的资源分配策略，确定每个任务分配到的具体资源量和使用时间。​

Ø 资源分配执行

按照制定的资源分配策略，将卫星资源分配给对应的任务，启动任务执行。

Ø 资源使用监控

在任务执行过程中，实时监测资源的使用情况，记录资源的消耗速率、剩余量等信息。​

Ø 资源分配调整

根据资源使用监控结果和任务执行进度，如发现资源分配不合理或任务需求发生变化，及时调整资源分配策略，重新分配资源，确保任务的顺利进行。​

Ø 结果反馈

将资源分配的最终结果和使用情况反馈给任务序列编排功能和任务参数设置功能，以便对任务执行情况进行综合评估和后续调整。

1.7.7.3 接口

图 6.4176资源调度管理功能接口图

表 6.489资源调度管理功能接口表

1.7.8 任务参数设置功能

1.7.8.1 功能

依据任务的具体需求以及卫星的性能指标，对任务执行参数进行精确设置。对于光学成像任务，根据任务对影像精度、分辨率、幅宽等要求，结合卫星光学成像载荷的性能参数，如镜头焦距、探测器像素数量等，设置合适的拍摄角度、观测频率、分辨率等参数，以获取满足任务精度要求的影像数据。对于通信任务，根据通信距离、信号干扰情况以及任务对通信质量的要求，结合卫星通信设备的性能，如发射功率、调制解调方式等，设置通信频率、调制方式、信号强度等参数，确保通信的可靠性和稳定性。通过对任务参数的精准设置，使卫星能够在最佳工作状态下执行任务，提高任务完成的质量和效率。

1.7.8.2 流程

图 6.4177任务参数设置功能处理流程图

Ø 任务信息获取

从任务序列编排功能获取任务执行序列，并从任务信息管理功能获取任务详细信息，包括任务目标、任务类型、时间要求等。​

Ø 卫星性能信息收集

从卫星状态监控功能获取卫星的当前性能参数，如能源状态、存储容量、通信能力、传感器性能等。​

Ø 初始参数设定

依据任务类型和卫星性能，调用预定义的参数设置模板，生成任务的初始参数设置。例如，对于数据采集任务，根据卫星传感器类型设定采集频率、分辨率等初始参数。​

Ø 参数合理性判断

检查初始参数是否满足任务的基本要求，如时间限制、资源约束等。若不满足，进入参数调整环节；若满足，继续下一步。​

Ø 任务目标适配判断

评估当前参数设置是否能实现任务目标，如数据精度是否符合要求、观测范围是否覆盖目标区域等。若不满足，进行参数优化；若满足，继续下一步。​

Ø 资源可行性判断

根据资源调度管理功能提供的资源分配方案，判断当前参数设置下任务执行所需资源是否在卫星可提供的范围内。若超出资源范围，调整参数以降低资源需求；若资源可行，继续下一步。​

Ø 参数验证

通过模拟任务执行过程或对比历史任务数据，对最终确定的参数设置进行验证，确保参数设置的可靠性。

Ø 结果输出

将经过验证的任务参数设置结果输出给任务执行模块，并反馈给资源调度管理功能，以便其根据参数设置进一步优化资源分配。

1.7.8.3 接口

图 6.4178任务参数设置功能接口图

表 6.490任务参数设置功能接口表

1.8 任务规划算法服务模块

1.8.1 概述

任务规划算法服务模块是整个软件的核心技术支撑模块，它汇聚了丰富多样的任务规划算法，为多星协同任务规划模块、单星任务规划模块以及应急任务多星规划模块等提供强大的算法支持。这些算法是软件实现高效、智能任务规划的关键，能够根据不同的任务需求和卫星资源状况，快速、准确地生成最优的任务规划方案。随着卫星技术的不断发展和任务需求的日益复杂，该模块还承担着算法更新和优化的重要职责，以确保软件始终具备先进的任务规划能力。

1.8.2 功能

Ø 算法库维护功能

集中管理与定期更新各类任务规划算法，收集新成果与案例，评估测试新算法，依实际及反馈优化现有算法，并分类存储与索引管理。​

Ø 算法调用支持功能

为其他任务规划模块提供便捷高效接口，依请求匹配算法并返回结果，保障数据传输准确安全，监控执行时间。​

Ø 算法优化适配功能

依据任务执行数据及新需求，找出算法性能瓶颈，结合新技术与场景变化优化算法，测试后更新至算法库。

1.8.3 组成

任务规划算法服务模块由算法库维护功能、算法调用支持功能和算法优化适配功能三部分组成。

图 6.4179任务规划算法服务模块组成图

1.8.4 处理流程

图 6.4180任务规划算法服务模块处理流程图

Ø 算法需求接收

从单星任务规划模块、多星协同任务规划模块以及应急任务多星规划模块接收算法调用请求，获取任务相关信息，包括任务类型、任务目标、资源约束等。

Ø 算法库可用性判断

检查算法库是否正常可用，若算法库出现故障或维护中，向请求模块反馈无法提供服务，并记录故障信息；若算法库正常，继续下一步。​

Ø 算法筛选

依据接收到的任务信息，在算法库中进行检索，筛选出适用于该任务的算法集合。例如，对于多星任务协同分配需求，筛选出相应的多目标优化算法。若未筛选到合适算法，向请求模块反馈并建议调整任务需求或补充算法库。​

Ø 算法适用性初步评估

对筛选出的算法进行初步评估，判断其是否满足任务的基本要求，如计算复杂度是否在可接受范围内、算法适用场景是否与当前任务高度契合等。若不满足，重新筛选算法或尝试对算法进行改造；若满足，继续下一步。​

Ø 算法适配优化

针对筛选出的算法，结合任务的具体参数与实际场景，对算法进行参数调整与优化，如调整算法的搜索步长、迭代次数等参数，提升算法性能。​

Ø 优化效果判断

通过模拟运行优化后的算法，对比优化前后的性能指标，判断优化是否有效。若优化效果不佳，重新进行优化或更换优化策略；若优化有效，继续下一步。​

Ø 算法执行

将优化后的算法应用于任务数据，执行算法计算，生成任务规划结果，如任务分配方案、资源调度计划等。​

Ø 结果合规性验证

对算法执行结果进行验证，检查结果是否满足任务要求与约束条件，包括任务目标是否达成、资源使用是否合理、是否符合时间限制等。若结果不合规，分析原因，重新调整算法或任务参数后再次执行算法；若合规，继续下一步。​

Ø 结果输出反馈

将经过验证的算法执行结果输出给发起请求的模块，同时记录算法执行过程中的相关数据，如运行时间、资源消耗等，反馈给算法库维护功能，用于算法的进一步优化与改进。

1.8.5 接口

1.8.5.1 外部接口

图 6.4181任务规划算法服务模块外部接口图

表 6.491任务规划算法服务模块外部接口表

1.8.5.2 内部接口

图 6.4182任务规划算法服务模块内部接口图

表 6.492任务规划算法服务模块内部接口表

1.8.6 算法库维护功能

1.8.6.1 功能

集中管理各类任务规划算法，形成统一的算法资源库。定期收集国内外最新的算法研究成果和实际应用案例，拓宽算法来源渠道。对新出现的算法进行严格的评估和测试流程，从性能指标如计算速度、准确性，以及适用性方面，考量其是否契合当前任务规划需求。对于现有算法，密切关注实际任务执行情况，收集用户反馈意见，据此及时调整优化。例如针对多星协同任务分配算法，面对新卫星类型与任务场景，灵活调整算法参数和逻辑，提升任务分配的合理性与效率。同时，对算法库中的算法按照功能、应用场景等维度进行分类存储，并建立高效的索引管理体系，方便其他模块能快速精准地调用所需算法。

1.8.6.2 流程

图 6.4183算法库维护功能处理流程图

Ø 算法收集规划

结合任务规划软件的发展与新需求，参考算法研究趋势，制定算法收集计划，明确收集目标，如特定任务类型适用的算法类别。​

Ø 算法采集与筛选

通过学术文献、开源平台等渠道收集算法，初步评估算法来源可靠性与任务适用性。若不符合要求，舍弃并继续收集；符合则进入下一步。​

Ø 整理存储

整理筛选后的算法，按算法类型、应用场景分类，检查算法库存储状态，若需优化则先处理，随后将算法以标准格式存入算法库，并录入元数据。​

Ø 定期审查

按设定周期（如每月）全面检查算法库中的算法，判断算法是否需更新，若存在性能不佳、过时或有更好替代算法等情况，进入更新流程；若算法正常，继续定期检查。​

Ø 更新操作

从可靠途径获取新算法或依优化建议改进现有算法，全面测试更新后的算法，若测试通过，更新算法及元数据；未通过则重新优化更新。​

Ø 检索响应

算法调用支持功能发起检索请求时，依据任务相关信息在算法库检索。若找到适配算法，反馈算法详细信息；未找到则反馈失败信息并提供建议。​

Ø 性能监控

在算法执行时收集运行数据，评估算法性能是否满足任务规划要求，若不满足，分析原因并向算法优化适配功能反馈优化建议；满足则持续监控。

1.8.6.3 接口

图 6.4184算法库维护功能接口图

表 6.493算法库维护功能接口表

1.8.7 算法调用支持功能

1.8.7.1 功能

为多星协同任务规划模块、单星任务规划模块以及应急任务多星规划模块等提供便捷、高效的算法调用接口。当这些模块有制定任务规划方案需求时，仅需通过接口发送调用请求，同时提供详细的任务相关信息，如任务目标、任务优先级等，以及卫星资源信息，像卫星数量、卫星性能参数等。本模块接收到请求后，会根据请求类型和输入信息，在算法库中进行全面匹配，筛选出最合适的算法。然后执行该算法，并将最终执行结果准确无误地返回给调用模块。在整个算法调用过程中，着重保障数据传输的准确性和安全性，防止数据丢失或泄露。同时，实时监控算法执行时间，一旦发现算法执行时间过长，可能影响任务规划时效性时，及时采取相应措施，如调整算法执行策略或发出预警。

1.8.7.2 流程

图 6.4185算法调用支持功能处理流程图

Ø 请求监听与接收

持续监听单星任务规划模块、多星协同任务规划模块以及应急任务多星规划模块发出的算法调用请求，一旦接收到请求，进入下一步。​

Ø 请求解析与算法检索

解析请求，提取任务关键信息，向算法库维护功能请求适配算法，等待反馈。若解析失败或未检索到适配算法，及时向请求模块反馈并建议调整。​

Ø 算法筛选与确定

接收算法库维护功能反馈的算法列表，依据算法适用场景和任务匹配度筛选出最适合的算法。若无法确定合适算法，重新请求算法或通知请求模块调整任务信息。​

Ø 环境检查与数据准备

确定调用算法后，检查运行环境是否满足要求，若不满足尝试配置。同时，从请求模块获取任务数据，按照算法要求进行预处理。​

Ø 算法执行与监控

启动算法执行，传递预处理数据，实时监控算法运行状态。若出现异常，中断执行并向请求模块反馈失败原因。​

Ø 结果验证与反馈

算法执行结束后，验证结果是否符合任务要求。若通过验证，将结果反馈给请求模块，并把执行数据反馈给算法库维护功能；若未通过，尝试重新执行或调整算法。

1.8.7.3 接口

图 6.4186算法调用支持功能接口图

表 6.494算法调用支持功能接口表

1.8.8 算法优化适配功能

1.8.8.1 功能

依据任务实际执行情况和不断涌现的新任务需求，对算法进行针对性优化与适配。具体操作是深入分析任务执行过程中产生的丰富数据，包括任务完成时间、资源消耗情况、任务执行效果等，以此精准找出算法存在的性能瓶颈和不足之处。同时，紧密结合新的卫星技术发展趋势和任务场景的动态变化，灵活运用各种算法优化技术。比如改进算法的搜索策略，使其能更快找到最优解；合理调整算法的参数设置，提升算法对不同场景的适应性；引入新的算法思想，为算法注入新活力。对优化后的算法进行全方位充分测试，涵盖不同任务场景，确保其稳定性和有效性。经过严格测试验证后，将优化后的算法及时更新到算法库中，以便其他模块能够使用最新、性能更优的算法。

1.8.8.2 流程

图 6.4187算法优化适配功能处理流程图

Ø 任务与算法信息接收

从算法调用支持功能获取任务详细信息（任务类型、目标、约束等）以及筛选出的算法信息（算法原理、参数、性能指标等）。​

Ø 任务与算法分析

分析任务特点与算法特性，判断任务是否具有特殊需求（如对计算精度要求极高、时间限制极为严格等），以及算法是否存在明显不适应任务的因素（如算法复杂度与任务规模不匹配）。​

Ø 优化策略制定

依据分析结果，若任务有特殊需求且算法可改进，制定相应优化策略（如针对高精度需求调整算法精度参数、针对时间限制优化算法迭代次数）；若任务需求常规且算法适配性良好，确定无需复杂优化，仅进行常规参数微调。​

Ø 优化实施

按照优化策略对算法进行优化操作，修改算法代码或参数设置。​

Ø 模拟测试

使用模拟任务数据对优化后的算法进行测试，收集运行时间、资源消耗、计算结果准确性等性能数据。​

Ø 优化效果评估

对比优化前后算法的性能数据，判断优化后的算法是否满足任务性能要求（如运行时间是否在规定范围内、计算结果是否达到精度标准）。若满足，进入结果输出环节；若不满足，重新评估任务与算法，调整优化策略或考虑更换算法。

Ø 结果输出与反馈

将优化后的算法及性能评估结果反馈给算法调用支持功能，同时把优化过程数据反馈给算法库维护功能。

1.8.8.3 接口

图 6.4188算法优化适配功能接口图

表 6.495算法优化适配功能接口表

1.9 规划业务信息管理模块

1.9.1 概述

规划业务信息管理模块是整个任务规划软件的信息枢纽，承担着对任务规划相关的各类信息进行集中管理、存储和实时监控的重要职责。它为其他模块提供全面、准确的信息支持，确保各模块能够基于最新、最可靠的信息进行任务规划和执行。同时，通过对信息的分析和挖掘，为软件的优化升级和任务规划策略的调整提供决策依据，在保障卫星任务顺利执行和提升软件整体性能方面发挥着不可或缺的作用。

1.9.2 功能

Ø 任务信息管理

负责对任务的基本信息进行全面管理，包括任务的创建、录入、存储、查询和更新等功能。在任务创建阶段，提供友好的用户界面，引导用户输入任务目标、任务区域、任务时间要求、任务优先级等详细信息。将录入的任务信息按照规范的数据格式存储到数据库中，建立完善的数据索引，以便快速查询和检索。当任务信息发生变化时，如任务时间调整、任务目标修改等，能够及时对数据库中的任务信息进行更新，确保任务信息的准确性和一致性。同时，提供任务信息的统计分析功能，如按照任务类型、任务时间、任务执行状态等维度对任务进行统计，为任务规划和资源分配提供数据支持。​

Ø 卫星状态监控

实时获取卫星的状态信息，包括卫星的轨道位置、能源储备、载荷工作状态、通信链路状态等，并对这些信息进行实时监控和分析。通过与卫星地面控制系统的接口，定期接收卫星发送的状态数据，将数据存储到数据库中，并在监控界面上以直观的方式展示卫星的实时状态。运用数据分析技术，对卫星状态数据进行实时监测和预警，例如当卫星能源储备低于设定阈值、轨道出现异常偏移、载荷发生故障等情况时，及时发出预警信息，提醒相关人员进行处理。同时，对卫星状态数据进行历史记录和分析，为卫星的维护保养和性能评估提供数据依据。​

Ø 数据存储分析

对任务执行过程中产生的各类数据进行存储和深入分析。存储的数据包括卫星采集的数据、任务执行记录、资源消耗数据、算法执行结果数据等。采用高效的数据存储技术，如分布式存储、数据库集群等，确保数据的安全存储和快速访问。运用数据挖掘、机器学习、统计分析等技术，对存储的数据进行分析挖掘，提取有价值的信息。例如，通过分析卫星采集的数据，发现特定区域的环境变化趋势；通过分析任务执行记录和资源消耗数据，评估任务规划的合理性和资源利用效率，为优化任务规划算法和资源分配策略提供数据支持。同时，根据数据分析结果，生成各类数据报表和可视化图表，为用户提供直观、清晰的数据展示，方便用户了解任务执行情况和卫星运行状态。

1.9.3 组成

规划业务信息管理模块由任务信息管理功能、卫星状态监控功能和数据存储分析功能三部分组成。

图 6.4189规划业务信息管理模块组成图

1.9.4 处理流程

图 6.4190规划业务信息管理模块处理流程图

Ø 信息采集

从任务需求文档获取任务信息，通过卫星状态监测系统采集卫星状态数据，汇总至模块。​

Ø 数据校验

对采集到的任务和卫星信息进行格式与内容校验，判断信息是否完整准确。若信息有误，返回数据源修正；若无误，进入下一步。​

Ø 信息存储

将校验通过的信息按既定数据结构存储至数据库，更新存储状态记录。​

Ø 信息变更监测

实时监测数据源，判断任务或卫星信息是否有变更。若有变更，获取变更信息进入信息更新流程；若无，则持续监测。​

Ø 信息更新

对变更信息进行校验，校验通过则更新数据库对应信息；若不通过，通知数据源重新提供正确信息。​

Ø 查询响应

接收其他模块的信息查询请求，解析查询条件，在数据库中检索相关信息。若检索到，整理后返回给请求模块；若未检索到，反馈无结果信息。

1.9.5 接口

1.9.5.1 外部接口

图 6.4191规划业务信息管理模块外部接口图

表 6.496规划业务信息管理模块外部接口表

1.9.5.2 内部接口

图 6.4192规划业务信息管理模块内部接口图

表 6.497规划业务信息管理模块内部接口表

1.9.6 任务信息管理功能

1.9.6.1 功能

为用户提供一站式任务信息操作服务。在任务创建时，以简洁明了且引导性强的界面，辅助用户完整、准确地输入任务相关关键信息。录入过程中，自动对输入数据进行格式转换与合规性检查，保证数据质量。存储环节，将数据有序存入数据库，并构建精细的数据索引，极大提升后续查询效率。当任务相关信息，如任务时间节点、目标内容等发生改变时，能及时、精准地更新数据库记录，维持数据的实时性与一致性。此外，通过对任务信息按照不同维度进行统计分析，生成有价值的数据洞察，为任务规划及资源合理分配提供数据支撑。

1.9.6.2 流程

图 6.4193任务信息管理功能处理流程图

Ø 收集任务信息

从任务需求文档、业务沟通渠道等数据源收集任务信息。对收集到的信息进行初步格式检查，判断信息是否完整、格式是否正确。若信息不完整或格式有误，返回数据源补充或修正信息；若信息合格，进入下一步。​

Ø 信息录入数据库

将检查合格的任务信息按照数据库预定义的表结构和字段要求，准确录入到规划业务信息管理模块的数据库中。录入完成后，更新数据库中关于任务信息录入状态的标识，标记为已录入。​

Ø 监控信息变更

持续监测数据源，判断是否有任务信息发生变更。若有变更，获取变更后的详细信息；若无变更，继续保持监控状态。​

Ø 变更信息校验

对获取的变更信息进行再次校验，检查变更信息的合理性和准确性，如任务时间变更是否符合逻辑、任务目标调整是否明确等。若变更信息校验不通过，通知数据源重新核对并提供正确信息；若校验通过，进入下一步。​

Ø 更新数据库信息

在数据库中找到对应任务的记录，根据变更信息对相关字段进行更新操作。更新完成后，记录此次信息变更的详细日志，包括变更时间、变更内容和变更发起方等。​

Ø 处理查询请求

接收来自其他功能或模块的任务信息查询请求，解析请求中的查询条件，如查询任务名称包含特定关键词、查询某类任务等。​

Ø 执行信息检索

依据解析后的查询条件，在数据库中执行精确或模糊检索操作，获取符合条件的任务信息记录。​

Ø 整理并返回结果

将检索到的任务信息按照请求方要求的格式进行整理，如以表格形式、JSON 数据格式等，然后将整理好的结果返回给请求的功能或模块。

1.9.6.3 接口

图 6.4194任务信息管理功能接口图

表 6.498任务信息管理功能接口表

1.9.7 卫星状态监控功能

1.9.7.1 功能

不间断地从卫星地面控制系统获取卫星的多元状态信息，涵盖轨道位置、能源储备、载荷工作状况以及通信链路状态等关键参数。将获取的数据妥善存储于数据库，构建实时且全面的卫星状态数据仓库。通过可视化子单元，以直观易懂的图表、图形等形式，在监控界面呈现卫星实时状态，方便操作人员实时掌握卫星运行情况。运用预警子单元中的数据分析技术，依据预设的阈值和分析模型，对卫星状态数据进行持续监测，一旦数据出现异常，如能源储备低于安全阈值、轨道偏离正常范围、载荷突发故障等，即刻发出预警，通知相关人员及时处理。同时，对卫星状态的历史数据进行深度分析，为卫星的维护保养计划制定以及性能评估提供坚实的数据基础。

1.9.7.2 流程

图 6.4195卫星状态监控功能处理流程图

Ø 连接卫星设备

建立与卫星监测设备的通信链路，若连接失败，持续尝试直至成功，保障数据传输通道畅通。​

Ø 采集与校验数据

按既定频率采集卫星轨道位置、姿态、能源等状态数据，初步校验数据准确性与完整性，不合格则重新采集。​

Ø 存储数据

将合格数据存入数据库，同时更新数据存储时间标识，确保数据时效性。​

Ø 异常监测

实时比对数据库中的卫星状态数据与预设阈值，判断卫星状态是否正常，异常则触发预警。​

Ø 触发预警

生成包含卫星编号、异常详情、发生时间的预警信息，通过系统消息、邮件等渠道发送，并记录预警日志。​

Ø 处理查询

接收查询请求，解析查询条件，在数据库中检索卫星状态数据。​

Ø 返回结果

将检索到的数据按请求格式整理后，返回给请求功能或模块。

1.9.7.3 接口

图 6.4196卫星状态监控功能接口图

表 6.499卫星状态监控功能接口表

1.9.8 数据存储分析功能

1.9.8.1 功能

在任务执行全程，数据采集子单元主动、持续地收集各类与任务相关的数据，包括卫星采集的原始观测数据、任务执行过程中的详细记录、资源消耗的具体数据以及算法执行产生的结果数据等。存储架构管理子单元运用先进的数据存储技术，如分布式存储、数据库集群等，将这些数据安全、高效地存储于数据库中，保障数据的可靠存储与快速访问。分析算法应用子单元定期调用数据挖掘、机器学习、统计分析等算法，对存储在数据库中的数据进行深度分析，挖掘出隐藏在数据背后的有价值信息，如特定区域的环境变化趋势、任务规划的合理性评估以及资源利用效率的量化分析等。报表生成子单元依据分析结果，生成多样化的数据报表和直观的可视化图表，为用户提供清晰、易懂的数据展示，帮助用户全面了解任务执行情况和卫星运行状态，为决策提供有力支持。

1.9.8.2 流程

图 6.4197数据存储分析功能处理流程图

Ø 数据接收与整合

接收来自任务信息管理功能和卫星状态监控功能的数据。检查数据的完整性和一致性，若数据存在问题，反馈给数据源进行修正；若数据合格，进行数据整合和结构化处理。​

Ø 数据库存储

将整合结构化后的数据按照既定的数据库表结构和存储策略，存储到数据库中。更新数据库的存储状态信息，记录数据的存储时间和来源。​

Ø 查询请求处理

接收其他功能或模块的查询请求，解析请求中的查询条件，如查询任务名称包含特定关键词、查询某颗卫星在某时间段内的状态等。​

Ø 数据库查询执行

根据解析后的查询条件，在数据库中执行相应的查询语句，获取符合条件的数据记录。​

Ø 查询结果整理与返回

对查询结果进行整理，按照请求方要求的格式进行封装，如生成 JSON 格式的数据或构建表格。将整理后的结果返回给请求的功能或模块。​

Ø 定期数据分析

按照设定的周期（如每天、每周），对数据库中的任务和卫星数据进行统计分析、关联分析等。根据分析结果生成报告，如任务执行情况统计报告、卫星设备故障预测报告等。​

Ø 数据可视化呈现

将数据分析报告中的关键信息以可视化图表的形式呈现，如柱状图展示任务类型分布、折线图展示卫星能源变化等。将可视化图表提供给任务规划人员或相关决策部门，辅助决策制定。

1.9.8.3 接口

图 6.4198数据存储分析功能接口图

表 6.4100数据存储分析功能接口表

1.10 应急任务多星规划模块

1.10.1 概述

应急任务多星规划模块是应对自然灾害、突发事件等紧急情况的核心组件，能够在极短时间内响应应急指令，迅速组织多颗卫星协同作业，制定并执行科学合理的应急任务规划方案，为应急指挥和救援工作提供及时、精准且全面的信息支持，对保障应急响应高效性与救援行动准确性起着关键作用。

1.10.2 功能

Ø 应急任务快速规划

快速解析应急指令，评估筛选卫星资源，运用算法制定多星协同初始规划方案及应急预案。​

Ø 任务执行与监控

下达规划方案至卫星，实时监控卫星运行与任务进度，处理反馈应急数据，支撑应急决策。​

Ø 规划方案动态调整与总结

依据卫星异常或现场变化调整规划方案，任务结束后总结经验生成报告。

1.10.3 组成

应急任务多星规划模块由应急任务快速规划功能、任务执行与监控功能和规划方案动态调整与总结功能三部分组成。

图 6.4199应急任务多星规划模块组成图

1.10.4 处理流程

图 6.4200应急任务多星规划模块处理流程图

Ø 应急任务接收

获取外部应急指挥系统下达的应急任务指令，明确任务关键信息。​

Ø 需求与资源分析

解析任务需求，从规划业务信息管理模块获取相关数据，评估卫星资源，筛选合适卫星。​

Ø 初步规划生成

利用快速规划算法，依据任务需求与卫星资源生成初步方案，验证合理性。

Ø 指令下达

将通过验证的方案转化为卫星控制指令，下达至选定卫星。​

Ø 执行监控

实时监控卫星执行状态，包括位置、设备及数据传输情况。​

Ø 异常处理

检测到异常时，判断异常类型与程度，采取对应措施，必要时调整规划方案。

Ø 进展评估

定期评估任务进展，对比实际与原方案。​

Ø 方案调整

根据评估结果，若需调整，重新规划并下达指令。​

Ø 任务总结

任务结束后，总结执行情况，反馈给规划业务信息管理模块。

1.10.5 接口

1.10.5.1 外部接口

图 6.4201应急任务多星规划模块外部接口图

表 6.4101应急任务多星规划模块外部接口表

1.10.5.2 内部接口

图 6.4202应急任务多星规划模块接口图

表 6.4102应急任务多星规划模块接口表

1.10.6 应急任务快速规划功能

1.10.6.1 功能

应急指令解析单元快速识别应急指令中的灾害类型、受灾区域、任务优先级等关键信息。卫星资源评估与筛选单元同步从规划业务信息管理模块获取卫星实时状态数据，对卫星轨道位置、能源储备、载荷能力、通信状态等参数进行全面评估，筛选出适配应急任务的卫星，组建应急卫星集群。应急任务规划算法单元运用灾害快速评估、卫星资源优化分配、多星协同调度等算法，结合卫星资源与任务要求，制定多星协同的初始应急任务规划方案，并考虑任务执行过程中的风险因素，制定相应的应急预案。

1.10.6.2 流程

图 6.4203应急任务快速规划功能处理流程图

Ø 接收应急任务指令

从外部应急指挥系统接收应急任务指令，获取原始任务信息。​

Ø 任务需求解析

运用技术手段解析指令，提取任务类型、目标区域、时间要求、数据精度等关键信息。向规划业务信息管理模块查询相关历史数据和地理信息，辅助需求理解。​

Ø 卫星资源获取与评估

实时获取卫星轨道、工作状态、设备能力等信息。依据任务需求，运用评估模型对卫星资源进行评估。​

Ø 卫星筛选

根据评估结果，利用筛选算法从众多卫星中筛选出符合任务要求的卫星集合。

Ø 规划方案生成

运用快速规划算法，结合任务需求和筛选出的卫星资源，生成初步的任务分配、执行顺序和时间窗口方案。​

Ø 方案合理性验证

检查方案中任务分配是否均衡、时间安排是否合理等，若不合理，返回规划方案生成步骤进行调整。​

Ø 输出初步规划方案

将通过合理性验证的初步规划方案输出，供后续进一步完善和执行。

1.10.6.3 接口

与应急指挥中心接口接收指令；与规划业务信息管理模块接口获取卫星数据；与任务规划算法服务模块接口调用算法。

图 6.4204应急任务快速规划功能接口图

表 6.4103应急任务快速规划功能接口表

1.10.7 任务执行与监控功能

1.10.7.1 功能

任务执行监控单元将规划方案下达至各卫星，通过与卫星地面控制系统的接口，实时监控卫星运行状态，包括轨道参数、能源消耗、载荷工作状态等，掌握任务执行进度。数据处理与反馈单元实时接收卫星采集的应急数据，运用数据挖掘和机器学习算法，快速提取如受灾区域淹没范围、水位变化、人员被困地点等关键信息，反馈给应急指挥中心，并依据数据结果评估任务执行情况，判断是否需调整任务规划方案。

1.10.7.2 流程

图 6.4205任务执行与监控功能处理流程图

Ø 接收规划方案

从应急任务快速规划功能处获取经合理性验证后的初步规划方案。​

Ø 指令转化与封装

依据卫星通信协议和设备控制规范，将规划方案中的任务信息转化为具体卫星控制指令，并封装指令元信息。​

Ø 指令传输

通过卫星通信系统发送指令至卫星，同时监测传输状态，若传输异常则重传。

Ø 状态数据采集

与卫星建立实时数据传输通道，持续采集卫星轨道位置、设备运行、数据传输等状态数据。​

Ø 状态数据处理与展示

对采集的状态数据进行分析处理，以可视化方式呈现给任务管理人员。​

Ø 异常检测

运用异常检测规则和算法，比对分析状态数据，检测是否存在异常情况。​

Ø 异常处理

若检测到异常，判断异常类型和严重程度，启动相应应急响应措施，如设备重启、任务重新分配等，并通知任务管理人员。​

Ø 任务持续监控

持续执行状态数据采集、异常检测等步骤，直至应急任务完成。

1.10.7.3 接口

与卫星地面控制系统接口获取卫星状态数据；与应急指挥中心接口反馈数据；与数据融合处理功能模块接口获取处理后数据。

图 6.4206任务执行与监控功能接口图

表 6.4104任务执行与监控功能接口表

1.10.8 规划方案动态调整与总结功能

1.10.8.1 功能

当卫星出现异常或灾害现场情况变化时，方案调整优化单元重新评估卫星资源，优化协同策略，动态调整任务规划方案，确保任务顺利推进。应急任务结束后，任务总结报告单元收集卫星状态数据、任务完成情况、资源消耗数据等各类任务执行数据，生成详细的应急任务执行报告，包含任务概述、执行效果评估、存在问题及改进建议等，为未来应急任务规划提供经验参考。

1.10.8.2 流程

图 6.4207规划方案动态调整与总结功能处理流程图

Ø 数据收集

从任务执行与监控功能及其他相关渠道收集任务执行过程中的各类数据。​

Ø 任务进展评估

构建评估指标，将实际任务进展数据与原规划方案预期指标对比分析，判断任务执行情况。​

Ø 调整需求判断

根据评估结果，判断是否需要对规划方案进行调整，确定调整的关键环节。

Ø 方案优化

若有调整需求，运用规划算法优化原方案，生成调整后的规划方案。​

Ø 方案下达与执行

将调整后的方案下达给任务执行与监控功能，执行调整措施。​

Ø 任务完成总结

应急任务结束后，全面总结任务规划与执行过程中的情况。​

Ø 经验反馈

将总结结果反馈给规划业务信息管理模块，更新应急任务知识库。

1.10.8.3 接口

与卫星地面控制系统接口获取卫星异常信息；与规划业务信息管理模块接口获取任务执行数据；与任务规划算法服务模块接口调用优化算法。

图 6.4208规划方案动态调整与总结功能接口图

表 6.4105规划方案动态调整与总结功能接口表