面向在轨加注任务的在轨服务资源规划与调度方法研究

“On Orbit Refueling (OOR)” has already become an important development direction in aerospace area, due to its remarkable value in commerce and significant potential in military. OOR resource planning and scheduling is to work out the best mission scheme and orbital rendezvous trajectory for the Servicing Spacecraft (SSc), optimizing OOR resource allocation, satisfying all requests of the users and all constraints of orbital dynamics, as well as making the most use of the resources. This technology is meaningful for saving economic cost, improving space resource utilization and maintaining space safety. Aiming at developing a set of modeling and optimizing methods for OOR mission planning problems, three key technologies will be studied in this program, i.e. resource allocation in defined condition, resource rescheduling in dynamic condition, and multi-SSc onboard scheduling in cooperative and autonomous condition. These studies will advance the development of OOR resource planning and scheduling technology, and lay foundation for its promotion in space safety and some other related fields.

在轨加注技术由于其显著的经济价值和潜在的军事应用，已成为航天领域的重要发展方向。面向在轨加注任务的在轨服务资源任务规划与调度，即以在轨加注为任务背景，研究如何统筹安排所有在轨服务资源，在最大化满足用户需求以及资源充分利用的条件下，制定出符合航天轨道动力学约束和各种任务执行复杂约束的最佳服务航天器任务执行预案、空间交会路径、在轨服务资源配置方案。该技术对于节约经济成本、提高空间资源利用率、维护空间安全有着重要意义。本项目拟从从确定性条件下的全局资源配置、动态环境下的资源重调度和航天器群自主协同规划三个层面进行研究，旨在形成较为系统的在轨服务资源全局配置与动态重调度方法，初步建立服务航天器群自主协同机制与任务分配方法，为在轨加注任务中资源规划与调度技术的发展，以及其在空间安全中的应用、相关领域中的推广奠定基础。

通过本项目的研究，完成了确定条件下的在轨服务资源全局优化配置方法研究。从任务模式（混合模式与P2P模式）、任务目标（目标确定性）、优化参数等不同方面，对GEO和LEO轨道上的卫星群在轨加注任务规划问题进行了系列研究，提出了各具针对性的求解模型和方法，仿真分析和研究结论为用户提供了有益的参考。.完成了动态环境下的在轨服务资源动态重调度方法研究。分析了任务执行过程中可能遇到的动态情况和需要考虑的工程约束，针对特殊分布的卫星群，提出了在轨服务资源动态重调度方法，进一步完善了在轨服务任务规划系统，并为后期的自主规划研究奠定了基础。.完成了服务航天器群自主协同任务规划方法研究。引入多智能体系统概念，基于多智能体模型，提出了基于合同网的自主任务规划方法，探索了服务航天器群在轨服务自主协同机制与任务规划方法，完备了在轨服务资源的规划与调度系统。