一种基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统，其特征在于，包括：2D/3D可视化展示模块，用于按照对应的空间坐标，将星座轨道与卫星位置整合并展示在对应的二维地图或者三维空间模型中，以显示星座的位置与轨道；地理信息资源管理模块，用于维护和管理包括二维地图和其贴图资源，以及三维地球模型及其贴图资源，并加载展示不同精细程度的地图纹理资源与3D模型贴图，以辅助2D/3D可视化展示模块的2D/3D可视化展示；仿真控制模块，用于导入相应的星座仿真模拟情景文件，控制相应场景文件的运行模式，将星座轨道仿真事件与星座网络仿真结果以同步回放的模式播出，以及通过2D以及3D模型进行可视化渲染。本发明专利技术实施能够提高大型卫星系统仿真的效率和稳定性。能够提高大型卫星系统仿真的效率和稳定性。能够提高大型卫星系统仿真的效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
以及 3D 模型进行可视化渲染；优选地，所述2D/3D 可视化展示模块还能够倍速播放以及反向回放卫星星座的轨道以及网络的仿真模拟结果；进一步，还包括平台监控模块，用于维护和管理整个卫星星座仿真模拟平台的各种资源，所述系统还包括监控项目运行状态、平台计算资源利用率、系统剩余存储空间大小和整体网络通讯负载；进一步，所述系统还包括基于 Web 的控制台，所述基于 Web 的控制台以通过命令行的方式对仿真模拟进行控制与交互；进一步，所述基于 Web 的控制台能够由仿真调度通过底层接口，进而直接访问代表对应卫星的容器节点，进行时延测试，通讯测试，以及进一步进行承载真实业务流量的网络仿真。所述基于 Web 的控制台还能够进行时延测试时，发出指令，通过仿真控制服务按照当前卫星网络拓扑结构以及星座连通矩阵的数据，判断对应指令要求的卫星是否连通。所述基于 Web 的控制台还能够通过仿真控制服务，在卫星间链路可见的情况下，允许用户通过登录进入代表对应卫星的多个容器中；在容器中调用网络协议工具 ，在两个或多个容器之间建立实时消息链接，进行实时消息发送，并反馈信息收发效果；卫星星座网络仿真结果经由基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统展现，同时用户控制仿真结果的播放模式并进行互动操作。提供 2D/3D 模式的展示效果，将对应的 2D/3D 模型加载并渲染在对应的二维地图或者三维空间模型中，直观的展示出卫星星座的运动模式。利用容器化的优点可以平衡仿真业务相关的数据处理与展示业务相关的需求，减少卡顿现象。另外，在展示之前，将卫星星座轨道时序与卫星网络拓扑时序等数据协同进行预处理，也可进一步减少渲染阶段的复杂计算，避免在渲染循环中引入复杂的高负载操作。最后实现不同方位视角，不同高度距离来观察仿真结果，利用容器化的特点，可使系统随着角度的缩放加载不同精细程度的模型，从而达到模型展示的精细度与展示系统流畅程度之间的平衡。
附图说明
[0004]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图；图1为基于容器云的卫星星座设计与仿真系统的架构示意图；图2为基于容器云的卫星星座轨道计算系统的方案示意图；图3为星座仿真子系统的方案示意图；图4为基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统的基于 Web 的控制台示意图；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0005]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围；参考图4，为基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统的基于 Web 的控制台示意图。基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统，包括：2D/3D 可视化展示模块，用于按照对应的空间坐标，将星座轨道与卫星位置整合并展示在对应的二维地图或者三维空间模型中，以显示星座的位置与轨道。另外2D/3D 可视化展示模块能够各个时刻完整的卫星网络拓扑、卫星网络拓扑的各节点显示。更具体来说2D/3D 可视化展示模块，通过利用 OpenGL/WebGL 技术，可按照对应的空间坐标等参数，按需将星座轨道与卫星位置整合并展示在对应的二维地图或者三维空间模型中，直观的展现给用户星座的位置与轨道等状态。除星座中的卫星之外，位于地面的可移动用户终端以及固定的地面站等设施，也会被呈现在二维地图与三维空间模型中，从而直观的体现出仿真模拟中整条卫星通讯链路从用户终端，到运行于轨道上的卫星，再到相关的地面站，这一完整的端到端的通讯场景。卫星星座的轨道以及网络的仿真模拟结果，均可在可视化展示模块中通过 2D/3D 的方式，以实时同步回放的模式展现给用户。此外，为了方便对结果的进一步研究，可视化展示模块还提供了倍速播放以及反向回放等模式。用户可进行快进操作，也可以对结果进行倒放，从而对某一时间段内的仿真状态进行重点研究。倍速播放与回放等功能，方便用户按需从不同的时间维度来对仿真结果进行研究解读；地理信息资源管理模块，用于维护和管理包括二维地图和其贴图资源，以及三维地球模型及其贴图资源，并加载展示不同精细程度的地图纹理资源与3D模型贴图，以辅助2D/3D 可视化展示模块的2D/3D 可视化展示。也就是地理信息资源管理模块主要负责维护和管理包括二维地图和其贴图资源，以及三维地球模型及其贴图在内的各种资源。在 2D/3D 可视化展示时，随着模型角度的变化，以及地图展示范围的修改和用户视角的缩放，资源管理模块将按需求提供并且加载展示不同精细程度的地图纹理资源与3D模型贴图等不同的资源文件，辅助 2D/3D 可视化展示模块的工作。为配合卫星星座网络模拟，地理信息资源管理器模块还应考虑到不同地理位置坐标的数学变换关系，配合相应的 2D/3D 可视化展示模块的不同数据接口，提供满足对应数据格式的纹理贴图等资源；仿真控制模块，用于导入相应的星座仿真模拟情景文件，控制相应场景文件的运行模式，将星座轨道仿真事件与星座网络仿真结果以同步回放的模式播出，以及通过 2D 以及 3D 模型进行可视化渲染。优选地所述2D/3D 可视化展示模块还能够倍速播放以及反向回放卫星星座的轨道以及网络的仿真模拟结果。具体来说，运行仿真模拟之前，需要通过仿真控制模块导入相应的星座仿真模拟情景文件。在仿真控制模块，可以控制相应场景文件的运行模式，例如可以控制分别运行卫星星座轨道仿真场景和星座网络仿真场景，从而优化性能表现。并在随后将星座轨道仿真事件与星座网络仿真结果以同步回放的模式播出，并通过 2D 以及 3D 模型进行可视化渲染，通过直观的展示进一步方便用户对仿真模拟结果进行研究；以及平台监控模块,在可视化及仿真控制模块中，除场景导入、2D/3D 可视化、地图资源管理、倍速播放及回放等功能外，另一个重要的功能模块为平台监控。平台监控模块负责维护和管理整个卫星星座仿真模拟平台的各种资源，包括监控项目运行状态、平台计
算资源利用率、系统剩余存储空间大小、整体网络通讯负载等信息。此外，管理员在平台监控模块中，还可直接监控系统底层的虚拟化环境以及其运行状态，在出现问题时，按需进行简单的故障恢复等操作；另外，所述系统还包括基于 Web 的控制台，不仅提供了通过命令行的方式对仿真模拟进行控制与交互的功能。通过仿真控制服务模块，经由仿真调度通过底层 k8s api，进而直接访问代表对应卫星的 docker 容器节点，进行时延测试，通讯测试，以及进一步进行承载真实业务流量的网络仿真。在利用 ping 进行时延测试时，从 web 仿真控制台开始发出指令，经由 api 调用，通过仿真控制服务按照当前卫星网络拓扑结构以及星座连通矩阵的数据，判断对应指令要求的卫星是否连通。在卫星间链路可见的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统，其特征在于，包括：2D/3D 可视化展示模块，用于按照对应的空间坐标，将星座轨道与卫星位置整合并展示在对应的二维地图或者三维空间模型中，以显示星座的位置与轨道；地理信息资源管理模块，用于维护和管理包括二维地图和其贴图资源，以及三维地球模型及其贴图资源，并加载展示不同精细程度的地图纹理资源与3D模型贴图，以辅助2D/3D 可视化展示模块的2D/3D 可视化展示；仿真控制模块，用于导入相应的星座仿真模拟情景文件，控制相应场景文件的运行模式，将星座轨道仿真事件与星座网络仿真结果以同步回放的模式播出，以及通过 2D 以及 3D 模型进行可视化渲染。2.如权利要求1所述的基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统，其特征在于，所述2D/3D 可视化展示模块还能够倍速播放以及反向回放卫星星座的轨道以及网络的仿真模拟结果。3.如权利要求1所述的基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制系统，其特征在于，所述系统还包括平台监控模块，用于维护和管理整个卫星星座仿真模拟平台的各种资源，包括监控项目运行状态、平台计算资源利用率、系统剩余存储空间大小和整体网络通讯负载。4.如权利要求1至3任一所述的基于容器云的卫星星座仿真可视化展示及控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙忆业，陈勇，李悦，
申请(专利权)人：广东奥尔特云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：