【技术实现步骤摘要】
一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统
本专利技术涉及太空垃圾防护领域，特别涉及一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统。
技术介绍
太空垃圾又称太空碎片或轨道碎片，是宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体，包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片与报废的卫星，航天器表面脱落的材料，航天器漏出的固体、液体材料，火箭和航天器爆炸、碰撞过程中产生的碎片等等。目前太空轨道上的航天器越来越多，呈现爆发性增长态势，如美国的铱星计划、一网计划均计划发射数千到数万颗低轨卫星，这势必导致太空垃圾显著增多，太空垃圾对航天器与航天员的威胁也将日益显著。为防止太空碎片的威胁，世界各航天局通过多种方法对太空碎片进行监测，获得其大小、数量、重量及轨道数据等信息，用以评估威胁与避让。同时，科研人员也对航天器外部加装了防护罩，用以抵挡碎片伤害，或者可加装利用激光或洛伦兹力等方式监测以及防护碎片的装置，然而，由于航天器与太空碎片威胁的特殊性，几乎无法通过实物分析和试验的方法进行碰撞前后的风险评估。因此，如何对太空碎片的威胁...
【技术保护点】
1.一种太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，包括：/n根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；/n当根据所述航天器数字孪生体、所述碎片处理装置数字孪生体和所述碎片数字孪生体的空间位置关系，确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响所述目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；/n根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；/n根据所述目标碎片处理策略，发送控制信号至所述目标航天...
【技术特征摘要】
1.一种太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，包括：
根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；
当根据所述航天器数字孪生体、所述碎片处理装置数字孪生体和所述碎片数字孪生体的空间位置关系，确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响所述目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；
根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；
根据所述目标碎片处理策略，发送控制信号至所述目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，所述目标航天器数字孪生体位于所述目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。
2.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取所述目标航天器的当前运行数据和所述目标碎片的当前运行数据；
根据所述目标航天器的当前运行数据对所述第一运行数据进行更新，根据所述目标碎片的当前运行数据对所述第三运行数据进行更新。
3.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述第一运行数据包括：所述航天器的种类、结构特征、第一轨道位置和碎片防护方式中的至少一项；
所述第二运行数据包括：所述碎片处理装置的第二轨道位置、碎片处理方式和工作范围中的至少一项；
所述第三运行数据包括：碎片的数量、材质、类型、外形特征和第三轨道位置中的至少一项。
4.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述碎片处理策略包括：控制所述目标航天器数字孪生体进行的主动避让、激光防护、物理防护以及控制所述碎片处理装置数字孪生体进行的捕获、销毁或阻挡中的至少一项。
5.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略的步骤包括：
根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，得到对所述目标航天器数字孪生体的影响程度以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；
根据预设评分规则以及对所述目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据所述预设评分规则以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；
根据所述第一评分和所述第二评分求和，得到每一种所述碎片处理策略的优先级评分；
根据所述优先级评分确定所述目标碎片处理策略。
6.根据权利要求5所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述预设评分规则中设定有对所述目标航天器数字孪生体的能源...
【专利技术属性】
技术研发人员：张佳朋，刘检华，郭磊，李仁，盛望京，庄存波，王天明，
申请(专利权)人：北京理工大学，北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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