本发明涉及卫星任务规划领域，特别是指一种面向多个离散任务地域的航天观测任务均衡安排方法。
背景技术：
1、遥感技术是一种利用卫星、飞机、气球等平台上的传感器收集地球表面数据的方法。其中，卫星遥感技术作为一种通过卫星对地面表面进行高空间分辨率成像及测量的物理量技术，其具备全天时、全天候工作的能力，基本不受时间、气候、范围的限制，其应用领域也越来越广泛，从环境监测、资源调查、农业资源管理、城市规划等多个方面都有广泛应用。我国幅员辽阔，在运用卫星遥感应用技术时会面临对多个离散任务地域内的目标进行任务分配的问题。
2、目前，相关学者对于点目标和区域目标的卫星任务规划问题已经开展了较多研究，但均未考虑多地域均衡安排，无法适应多个离散任务地域海量目标任务安排的场景。例如，针对点目标，胡笑旋等人提出了一种面向多目标卫星任务的ahp理想点求解方法及系统（cn111062561a），通过充分考虑多目标间的关系，形成满足任务时间窗约束、卫星能量约束、卫星存储约束的任务规划方案，解决了现有技术中因没有综合考虑多个目标以及多个约束而导致的任务规划方案不合理的技术问题；针对区域目标，柴英特等人提出了一种面向用户多样化需求的区域目标卫星任务规划方法（cn116579582a），该方法采用全球网格对区域目标进行分解，采用多目标加权的方式进行任务规划，解决了无法满足用户多样化需求的技术问题。胡笑旋等人提出了基于区域划分和局部网格嵌套的遥感卫星区域观测方法（cn113758467a）和一种基于自适应遗传算法的多卫星区域观测规划方法（cn113706050a），二者均是将目标区域划分成相对独立的局部区域进行规划，实现计算资源消耗与解的最优性之间的平衡。然而，上述这些方法均是针对同一地域内的少量点目标或区域目标，无法针对多个离散任务地域的高数量级的目标任务进行均衡安排，导致多方向的任务安排会“顾此失彼”；另外，上述这些方法分别采用了未改进的禁忌搜索算法和模拟退火算法，在针对多个离散任务地域的多个目标任务场景时会遇到陷入局部最优的问题，无法获得全局最优解。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出一种面向多个离散任务地域的航天观测任务均衡安排方法。本发明具有对多个离散任务地域安排均衡、收敛快速、任务安排率高等特点，适合用于大范围多地域海量目标的卫星任务规划。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种面向多个离散任务地域的航天观测任务均衡安排方法，包括以下步骤：
4、s1，针对v颗卫星，将其覆盖的n个离散任务地域构建为集合；将分布在n个离散任务地域内的t个待观测目标构建为集合；将所述t个待观测目标各自的优先级构建为集合；
5、其中，表示第n个离散任务地域，表示第t个待观测目标，表示第t个待观测目标的优先级；
6、s2，对卫星和待观测目标进行访问计算，得到待安排的观测任务数量p以及每个待观测目标所对应的卫星信息；之后构建观测任务方案集合；
7、其中，表示第p个观测任务方案，的初始值为0或1的随机取值，1≤k≤p，对应一个观测任务方案属性集合，表示观测任务方案所对应的离散任务地域，∈；表示观测任务方案所对应的待观测目标，∈；表示观测任务方案所对应的待观测目标的优先级，∈；
8、s3，设置规模大小为p的粒子群，将的值作为第k个粒子的初始位置，构建粒子群速度集合，其中表示第p个粒子的速度，对粒子群速度集合进行随机初始化设置，，设置粒子群的惯性因子gw、学习因子xw、最大迭代次数iter、变异速率b1以及变异程度b2；gw＞0，xw＞0，iter＞0，iter，；且iter、b1与b2均为整数；将粒子群中的最好位置记为gbestr，令gbestr的初始值为，设置指示gbestr的值保持不变的迭代次数变量dqw，令dqw=0；设置指示粒子群迭代次数的变量iterd，令iterd=0；
9、s4，设置对应观测任务方案集合的适应度函数；
10、s5，将观测任务方案集合代入适应度函数中，得到对应的适应度函数值，之后生成新的粒子群速度集合：
11、
12、其中，表示在0到1之间取随机数，表示二进制转十进制运算，表示针对粒子群速度集合的边界判决运算：
13、
14、s6，若dqw＜b1，则生成新的观测任务方案集合：
15、
16、表示十进制转二进制运算，表示针对观测任务方案集合的边界判决运算：
17、
18、否则，对观测任务方案集合进行变异操作，生成新的观测任务方案集合：
19、
20、其中表示二进制向右移位运算，表示二进制按位取反运算；
21、s7，将新的观测任务方案集合代入适应度函数中，得到新的适应度函数值，判断≤是否成立，若是则令gbestr=gbestr，dqw=dqw+1；否则令gbestr=，dqw=0；
22、s8，令iterd=iterd+1，若iterd＜iter，则返回s5，否则结束迭代，将作为最终观测任务方案；
23、其中，若=0表示对于离散任务地域中的待观测目标，当前不予观测处理，若=1表示对于离散任务地域中的待观测目标，安排对应卫星进行观测处理。
24、进一步地，所述s4中设置对应观测任务方案集合的适应度函数，具体方式为：
25、
26、其中，为观测任务方案集合的任务优先级总和：
27、
28、u为指示集合zyxj各元素下标的变量，1≤u≤t；
29、为观测任务方案集合的观测任务方案安排率：
30、；
31、为观测任务方案集合的观测任务方案安排均衡值：
32、
33、mx为标准差阈值，mx＞0；
34、为观测任务方案集合的优先级覆盖率标准差：
35、；
36、为观测任务方案集合对每个离散任务地域的优先级覆盖率：
37、
38、表示观测任务方案集合对离散任务地域的优先级覆盖率，c为指示集合zdy各元素下标的变量，1≤c≤n；
39、
40、。
41、由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比的有益效果在于：
42、1、本发明面对大范围多个离散任务地域的观测需求，对粒子群算法的适应度函数进行了改进，加入了优先级覆盖率标准差和任务安排率要素，对离散任务地域的不平衡的方案进行惩罚，解决了现有方法针对离散任务地域“顾此失彼”的问题，极大提升了任务安排的均衡性与完整性。
43、2、本发明针对传统粒子群算法中面对多个离散任务地域安排时容易陷入局部最优的问题，对粒子群算法的粒子更新策略进行了改进，加入了粒子自适应变异因素，解决了现有方法无法跳出局部最优的问题，快速找到多个离散任务地域均衡安排的解，具备快速收敛的优点。
1.一种面向多个离散任务地域的航天观测任务均衡安排方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向多个离散任务地域的航天观测任务均衡安排方法，其特征在于，所述s4中设置对应观测任务方案集合的适应度函数，具体方式为：
