虚实交互的卫星在轨演示验证方法、系统、介质及设备与流程

专利2025-05-31  23


本发明涉及卫星在轨演示验证的,具体地,涉及虚实交互的卫星在轨演示验证方法、系统、介质及设备,尤其涉及一种基于虚实交互技术的卫星在轨演示验证方法及系统。


背景技术:

1、由于卫星在轨任务在太空中进行,存在实时性不足、交互性不够、虚实结合不紧密等问题,导致无法对任务执行效果进行直接观测和评估。随着虚实交互技术的发展,越来越多的领域开始应用虚实交互技术进行虚拟仿真和测试。然而,现有的虚实交互技术在卫星在轨演示验证方面的应用仍然存在一些问题,建设在轨卫星虚实交互演示验证系统,利用在轨运行过程中实时获取的实装数据以及地面系统推送的空间目标情报数据,驱动卫星虚拟场景运行,实现卫星状态和空间态势的动态可视化展示。此外,还可以通过数据库存储大量的历史数据,对卫星在轨任务进行回放。

2、现阶段虚实交互技术在国内航天装备领域的应用处于起步阶段,暂无相关研究成果,缺乏可借鉴的实施经验。

3、因此需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种虚实交互的卫星在轨演示验证方法、系统、介质及设备。

2、根据本发明提供的一种虚实交互的卫星在轨演示验证方法,所述方法包括如下步骤:

3、场景启动步骤:输入场景名称,新建场景,场景创建成功后,显示场景id号、场景名称以及当前天文时间;

4、数据交互步骤:根据当前天文时间,通过地面测运控系统实时接收卫星在轨遥测数据并进行解析;

5、目标筛选步骤:根据筛选条件,从态势感知系统推送的目标态势数据文件中筛选空间目标;

6、场景运行步骤:根据当前天文时间,实时显示卫星当前的轨位、姿态、载荷部件状态数据,并对筛选目标轨位进行实时的仿真推演和显示,相关数据同步存储至数据库中;

7、场景态势显示步骤:根据当前天文时间,对卫星及目标的轨位、姿态、载荷部件状态进行图形可视化显示;

8、场景回放步骤:场景结束后,从数据库中读取场景历史数据,进行回放。

9、优选地,所述数据交互步骤中的数据包括卫星的轨道、姿态、星上可转动部件的方位俯仰角、载荷的开关状态和视场范围以及推进器的开关和喷气状态。

10、优选地,所述目标筛选步骤中的空间目标的筛选条件包括发射时间、名称关键字、轨位、运行周期、相对距离以及碰撞概率。

11、优选地,所述场景态势显示步骤中的图形可视化显示要素包括卫星绝对/相动运动轨迹、星地链路效果、载荷开关状态和视场范围、转动部件方位和俯仰角及推进器喷火效果。

12、本发明还提供一种虚实交互的卫星在轨演示验证系统,所述系统包括如下模块:

13、场景启动模块:输入场景名称,新建场景,场景创建成功后,显示场景id号、场景名称以及当前天文时间;

14、数据交互模块:根据当前天文时间,通过地面测运控系统实时接收卫星在轨遥测数据并进行解析;

15、目标筛选模块:根据筛选条件,从态势感知系统推送的目标态势数据文件中筛选空间目标;

16、场景运行模块:根据当前天文时间,实时显示卫星当前的轨位、姿态、载荷部件状态数据,并对筛选目标轨位进行实时的仿真推演和显示,相关数据同步存储至数据库中;

17、场景态势显示模块:根据当前天文时间,对卫星及目标的轨位、姿态、载荷部件状态进行图形可视化显示;

18、场景回放模块:场景结束后,从数据库中读取场景历史数据,进行回放。

19、优选地,所述数据交互模块中的数据包括卫星的轨道、姿态、星上可转动部件的方位俯仰角、载荷的开关状态和视场范围以及推进器的开关和喷气状态。

20、优选地,所述目标筛选模块中的空间目标的筛选条件包括发射时间、名称关键字、轨位、运行周期、相对距离以及碰撞概率。

21、优选地,所述场景态势显示模块中的图形可视化显示要素包括卫星绝对/相动运动轨迹、星地链路效果、载荷开关状态和视场范围、转动部件方位和俯仰角及推进器喷火效果。

22、本发明还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序被处理器执行时实现上述中的虚实交互的卫星在轨演示验证方法的步骤。

23、本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述中的虚实交互的卫星在轨演示验证方法的步骤。

24、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

25、1、本发明基于虚实交互技术设计卫星在轨试验演示验证系统,实现卫星物理实体与其数字模型交互融合及相互映射,能通过演示验证系统对卫星在轨运行状态进行实时监控,以达到为地面相关人员提供在轨任务方案优化指导等目的;

26、2、本发明采用真实的卫星在轨遥测数据以及态势感知系统推送的真实空间目标数据,驱动卫星数字模型在虚拟场景中运行,实现卫星状态和空间态势的动态可视化展示;

27、3、本发明解决了卫星在轨运行过程中状态无法实时掌握的问题,可辅助相关地面人员开展卫星的在轨状态监控、空间任务方案决策优化以及任务效果评估等工作。



技术特征:

1.一种虚实交互的卫星在轨演示验证方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的虚实交互的卫星在轨演示验证方法,其特征在于,所述数据交互步骤中的数据包括卫星的轨道、姿态、星上可转动部件的方位俯仰角、载荷的开关状态和视场范围以及推进器的开关和喷气状态。

3.根据权利要求1所述的虚实交互的卫星在轨演示验证方法,其特征在于,所述目标筛选步骤中的空间目标的筛选条件包括发射时间、名称关键字、轨位、运行周期、相对距离以及碰撞概率。

4.根据权利要求1所述的虚实交互的卫星在轨演示验证方法,其特征在于,所述场景态势显示步骤中的图形可视化显示要素包括卫星绝对/相动运动轨迹、星地链路效果、载荷开关状态和视场范围、转动部件方位和俯仰角及推进器喷火效果。

5.一种虚实交互的卫星在轨演示验证系统,其特征在于,所述系统包括如下模块:

6.根据权利要求5所述的虚实交互的卫星在轨演示验证系统,其特征在于,所述数据交互模块中的数据包括卫星的轨道、姿态、星上可转动部件的方位俯仰角、载荷的开关状态和视场范围以及推进器的开关和喷气状态。

7.根据权利要求5所述的虚实交互的卫星在轨演示验证系统,其特征在于,所述目标筛选模块中的空间目标的筛选条件包括发射时间、名称关键字、轨位、运行周期、相对距离以及碰撞概率。

8.根据权利要求5所述的虚实交互的卫星在轨演示验证系统,其特征在于,所述场景态势显示模块中的图形可视化显示要素包括卫星绝对/相动运动轨迹、星地链路效果、载荷开关状态和视场范围、转动部件方位和俯仰角及推进器喷火效果。

9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的虚实交互的卫星在轨演示验证方法的步骤。

10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的虚实交互的卫星在轨演示验证方法的步骤。


技术总结
本发明提供了一种虚实交互的卫星在轨演示验证方法、系统、介质及设备,采用真实的卫星在轨遥测数据以及态势感知系统推送的真实空间目标数据,驱动卫星数字模型在虚拟场景中运行,实现卫星状态和空间态势的动态可视化展示。本发明解决了卫星在轨运行过程中状态无法实时掌握的问题,可辅助相关地面人员开展卫星的在轨状态监控、空间任务方案决策优化以及任务效果评估等工作。

技术研发人员:程毅,赵坤,路璐,游志成,王海波,刘津,杨湘玉
受保护的技术使用者:上海卫星工程研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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