支持自适应科学探测的航天器智能层自主任务规划能力研究

航天器的自主能力主要可以分为任务分析和任务调度两个部分，其中任务分析又可以分为决策与规划部分。任务决策主要指航天器通过上层的应用级别自主，分析当前航天器的状态，从而促进航天器系统级别自主运行的过程。在任务决策过程中，不仅需要考虑基于确定目标的航天器决策方案，更需要研究面对多目标时，航天器自主统筹与分析的方法。任务规划主要体现在根据任务目标，参照可利用资源，进行任务目标可达的任务顺序协调、编排和优化，实现满足工程实际需求、跨目标、多载荷的宏观规划，输出具体的任务级指令序列，同时保证算法收敛速度可接受，且时间与空间复杂度满足星载使用条件。任务调度指按照任务级指令指定的目标和资源约束，进行微观的指令级分解，形成可执行的指令序列、事件表、宏指令、监控项、程序调用，以及进一步的细化任务需求。

（1）基于设计航天器自主目标发现与决策框架，面向深空环境不确定性，设计航天器任务目标决策算法。

为提升航天器的自主能力，航天器需要基于当前的环境自主执行相关任务。航天器在深空中主要面临的是环境不确定性和稀疏的目标任务，因此，需要寻找一种解决方案，使航天器能够在面对上述问题时，准确生成相应任务，帮助航天器完成相关的任务目标。

（2）研究支持多目标的航天器任务决策算法，使算法支持航天器目标快速自适应。

航天器在运行时，其决策的策略会因航天器的运行目标发生变化而变化，因此，需要设计具体的多目标任务决策方法，使航天器目标策略发生修改的时候能够尽快修改航天器的任务生成策略，支持航天器的自主运行。

（3）研究航天器任务规划方法，在有限的资源和时间约束内优化并提高航天器任务执行效率。

当航天器面对多个任务目标时，其需要选择最合适的任务目标执行。由于深空探测过程中，机遇不确定性较大，因此需要航天器尽快寻找到较为合理的解决方案和任务执行顺序，同时需要考虑星上的算力等约束，以便对任务执行顺序优化，提高航天器的任务执行效率。

（4）设计航天器星载自主任务调度方法，使航天器基于任务目标自主输出指令、事件表、监控项、宏指令、程序调用等。

当航天器获得具体的任务目标之后，需要根据航天器的相关知识库存储，将航天器的任务目标分解为若干可以直接执行的指令，将航天器的目标转化为具体的行为。