一种基于时间分类的航天测控资源利用效果确定方法与流程

本公开涉及航天测控资源调度与效果评价，尤其涉及一种基于时间分类的航天测控资源利用效果确定方法。

背景技术：

1、随着航天领域技术的不断进步，航天器及测控资源的数量不断增多，科学合理的制定测控资源调度计划并高效利用测控资源，是保障测控资源及测控网有序、高效运行的重要条件。如何对航天测控资源利用效果进行准确评价，使测控资源的管理者能够快速发现测控资源调度与使用过程中存在的问题，从而有针对性的改进测控资源调度工作，发挥航天测控资源和测控网的最优能力，成为航天测控资源利用效果评价亟待解决的问题。

2、针对某一时间段内各卫星管理方提出的航天测控资源使用需求，对测控资源工作计划进行统筹安排的行为活动，称为测控资源调度；各测控资源按照一定的时间安排，开展工作的计划，称为资源调度计划。资源调度计划一般由测控资源的管理者在统筹各方需求和测控资源工作实际的情况下，统一制定并分别向各个测控资源分发其工作计划。在制定资源调度计划时，一般需要根据星地可见预报进行，对星地可见预报数据集中的星地可见时间段，一般不进行切分，按照预报中的整个时间段进行计划安排。同时，测控资源调度计划制定过程中，需要考虑测控资源因各种原因导致的禁用时间段，以及星地可见预报数据集中不符合该测控资源工作的约束条件，这些约束条件包含但不限于星地可见时间段时长不小于11分钟，且最高仰角不小于10度等。当前，针对航天测控资源利用效果的评价方法，仍停留在仅使用资源利用率这一单一指标评价的层次上，且对不同类型并执行不同工作内容的测控资源的利用效果评价，还未能进行统一建模表述，效果评价方法过度依赖资源调度算法且时效性不强。

3、因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种基于时间分类的航天测控资源利用效果确定方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

2、根据本公开实施例提供的一种基于时间分类的航天测控资源利用效果确定方法，该方法包括：

3、获取测控资源的基础数据；其中，所述基础数据包括航天测控资源调度计划、星地可见预报、工作约束条件和资源禁用情况；

4、根据获取的所述基础数据构建航天测控资源利用效果的离散时段分析模型，并按照所述离散时段分析模型将预设时间段转化为离散时间段；其中，所述离散时段分析模型包括可使用时间段和不可使用时间段，所述可使用时间段包括已计划时间段、空闲可用时间段和碎片时间段，所述不可使用时间段包括资源禁用时间段和无星地可见预报时间段；

5、根据所述离散时段分析模型，构建所述测控资源的评价指标模型，并计算所述测控资源的评价指标值；其中，所述测控资源的所述评价指标模型包括：时段负荷率、时段空闲可用率、时段碎片率和时段不可用率。

6、本公开的实施例中，所述测控资源包括单套测控资源或若干套测控资源。

7、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

8、当所述测控资源包括所述单套测控资源时，根据所述单套测控资源在所述预设时间段内的所述已计划时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，计算所述单套测控资源的时段负荷率；其中，所述单套测控资源的所述时段负荷率的计算公式为：

9、    （1）

10、式中，表示单套测控资源，表示单套测控资源的时段负荷率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个已计划时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个已计划时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内已计划时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内已计划时间段的集合中所有元素的个数，表示单套测控资源在预设时间段内的第个可使用时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个可使用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的可使用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的可使用时间段的集合中所有元素的个数。

11、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

12、根据所述单套测控资源在所述预设时间段内的所述空闲可用时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，计算所述单套测控资源的所述时段空闲可用率；其中，所述单套测控资源的所述时段空闲可用率的计算公式为：

13、  （2）

14、式中，表示单套测控资源在预设时间段内的第个空闲可用时间段，表示单套测控资源的时段空闲可用率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个空闲可用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的空闲可用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的空闲可用时间段的集合中所有元素的个数。

15、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

16、根据所述单套测控资源在所述预设时间段内的不满足最低仰角和最短时长约束的碎片时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，得到所述单套测控资源的所述时段碎片率；其中，所述单套测控资源的所述时段碎片率的计算公式为：

17、   （3）

18、式中，表示单套测控资源在预设时间段内的第个碎片时间段，表示单套测控资源的时段碎片率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个碎片时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的碎片时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的碎片时间段的集合中所有元素的个数。

19、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

20、所述单套测控资源在所述预设时间段内的所述不可使用时间段的总时长与所述单套测控资源的所述预设时间段的总时长，得到所述单套测控资源的所述时段不可用率；其中，所述单套测控资源的所述时段不可用率的计算公式为：

21、（4）

22、式中，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段，表示单套测控资源的时段不可用率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个不可使用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段的集合中所有元素的个数。

23、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

24、当所述测控资源包括所述若干套测控资源时，根据所述若干套测控资源在所述预设时间段内的所述已计划时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，计算所述若干套测控资源的所述时段负荷率；其中，所述若干套测控资源的所述时段负荷率的计算公式为：

25、 （5）

26、式中，表示若干套测控资源的测控资源集合，若干套测控资源的测控资源集合中所有元素的个数，表示若干套测控资源的时段负荷率，表示单套测控资源，表示单套测控资源在预设时间段内的第个已计划时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个已计划时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内已计划时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内已计划时间段的集合中所有元素的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的第个可使用时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个可使用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的可使用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的可使用时间段的集合中所有元素的个数。

27、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

28、根据所述若干套测控资源在所述预设时间段内的所述空闲可用时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，得到所述若干套测控资源的所述时段空闲可用率；其中，所述若干套测控资源的所述时段空闲可用率的计算公式为：

29、   （6）

30、式中，表示若干测控资源的时段空闲可用率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个空闲可用时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个空闲可用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的空闲可用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的空闲可用时间段的集合中所有元素的个数。

31、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

32、根据所述若干套测控资源在所述预设时间段内的所述碎片时间段的总时长与所述可使用时间段的总时长，得到所述若干套测控资源的所述时段碎片率；其中，所述若干测控资源的所述时段碎片率的计算公式为：

33、         （7）

34、式中，表示若干套测控资源的时段碎片率，表示单套测控资源在预设时间段内的第个碎片时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个碎片时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的碎片时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的碎片时间段的集合中所有元素的个数。

35、本公开的实施例中，所述并计算所述测控资源的评价指标值的步骤中包括：

36、所述若干套测控资源在所述预设时间段内的所述不可使用时间段的总时长与所述若干套测控资源的所述预设时间段的总时长，得到所述若干套测控资源的所述时段不可用率；其中，所述若干套测控资源的所述时段不可用率的计算公式为：

37、（8）

38、式中，表示若干测控资源的时段不可用率，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段，表示单套测控资源在预设时间段内的第个不可使用时间段的时长，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段的集合，表示单套测控资源在预设时间段内的不可使用时间段的集合中所有元素的个数。

39、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

40、本公开的一种实施例中，通过上述方法，构建航天测控资源利用效果的离散时段分析模型，将预设时间段按照离散时段分析模型转化为离散时间段，简化了针对资源调度时间连续性数据评价的基础模型；同时，通过构建测控资源的评价指标模型，实现了对航天测控资源利用效果进行通用、科学、准确评价的目的。且能根据计算的评价指标值得到航天测控资源利用效果，从而降低评价工作的复杂度。本方法能以较高的计算效率和准确的模型，由航天测控资源调度计划和星地可见预报等少量基础数据，快速获得航天测控资源利用效果评价结果，具有方法正确合理、计算过程快速有效、对实际工程任务的适用性好等优点。

41、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。