空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法技术

本申请涉及一种空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法，空间碎片碰撞预警仿真平台包括算法封装模块，用于将仿真算法封装成独立的功能模块；数字孪生模块，用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；数据比较模块，用于对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；可视化模块，用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以及，对每个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。本申请可同时对多个仿真算法进行仿真计算，实现算法精度对比，加深知识掌握程度，并且，学员通过教员可视化模块可观看到软件演示整个流程，提升对空间碎片碰撞知识相关概念的认识。空间碎片碰撞知识相关概念的认识。空间碎片碰撞知识相关概念的认识。

【技术实现步骤摘要】
空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法


[0001]本申请属于空间碎片碰撞仿真处理
，具体涉及一种空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法。

技术介绍

[0002]空间碎片包括完成任务的火箭箭体、卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体碰撞产生的碎块等，是空间环境的主要污染源。空间碎片是航天器和卫星的“天敌”，即使轻微碰撞，也会造成重大损坏。为保证航天器和卫星的正常运行，需实时分析目标可能被碎片碰撞的概率并进行碰撞预警。为了使航天专业院校学员和从事相关行业人员在岗前培训中理解和运用空间碎片知识，通常采用空间碎片碰撞预警教学平台进行可视化教学，但传统空间碎片碰撞预警教学平台每次运行只能模拟一种仿真算法，在学员进行多种算法推算时，需多次更改实验参数，重新进行模拟计算，降低学习效率，由于每次只能导入一种仿真算法，传统空间碎片碰撞预警教学平台不能对多种仿真算法进行比较，不能满足平台使用者的需求；并且，传统空间碎片碰撞预警教学平台没有将空间碎片接近过程推演展示，不利于学员加深对空间碎片碰撞相关知识的理解。

技术实现思路

[0003]为至少在一定程度上克服传统空间碎片碰撞预警教学平台每次运行只能模拟一种仿真算法，降低平台使用者的学习效率，不能对多种仿真算法进行比较，不能满足平台使用者的需求，以及，没有将空间碎片接近过程推演展示，不利于学员加深对空间碎片碰撞相关知识的理解的问题，本申请提供一种空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法。
[0004]第一方面，本申请提供一种空间碎片碰撞预警仿真平台，包括：算法封装模块，用于将仿真算法封装成独立的功能模块；数字孪生模块，用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；数据比较模块，用于对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；可视化模块，用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以及，对每个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。
[0005]进一步的，还包括：算法自定义模块，用于接收用户自定义的仿真算法；所述算法封装模块还用于对所述用户自定义的仿真算法进行封装。
[0006]进一步的，还包括：算法约束模块，用于对算法设计信息进行约束，所述算法设计信息包括算法存储在固定位置、算法输入内容、算法输入内容文件名称及格式、算法输入文件存储位置、算法输出内容、算法输出内容格式和算法输出文件存储位置中的至少一种。
[0007]进一步的，还包括：
视角切换模块，用于对多种视角进行切换，所述多种视角包括航天器视角、碎片视角和缺省视角。
[0008]进一步的，还包括：数据库搭建模块，用于获取空间目标数据，并根据所述空间目标数据建立数据库；数字孪生模块还用于将空间目标数据和仿真算法进行融合，得到仿真数据。
[0009]进一步的，还包括：字幕提示模块，用于在空间碎片接近过程可视化呈现时，在呈现界面中插入说明信息及注释信息。
[0010]进一步的，还包括：场景控制模块，用于对场景信息进行控制，所述场景信息包括场景状态、场景推演速度和场景跳转中的至少一种。
[0011]进一步的，还包括：系统设置模块，用于对二维或三维场景参数以及目标对象进行设置，所述二维或三维场景参数包括坐标系、大气层显影和晨昏线显影中的至少一种；所述目标对象包括航天器管理、空间碎片的管理、人造碎片管理和地面站中的至少一种。
[0012]第二方面，本申请提供一种空间碎片碰撞预警仿真方法，包括：将仿真算法封装成独立的功能模块；对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以及，对每个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。
[0013]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术实施例提供的空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法，空间碎片碰撞预警仿真平台包括算法封装模块，用于将仿真算法封装成独立的功能模块；数字孪生模块，用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；数据比较模块，用于对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；可视化模块，用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以及，对每个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示，学员在空间碎片碰撞预警仿真平台上可同时对多个仿真算法进行仿真计算，实现算法精度对比，加深知识掌握程度，并且，学员通过教员可视化模块可观看到软件演示整个流程，提升对空间碎片碰撞知识相关概念的认识。
[0014]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0015]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0016]图1为本申请一个实施例提供的一种空间碎片碰撞预警仿真平台的功能结构图。
[0017]图2为本申请另一个实施例提供的一种空间碎片碰撞预警仿真平台的功能结构图。
[0018]图3为本申请一个实施例提供的一种界面元素分布图。
[0019]图4为本申请一个实施例提供的一种空间碎片碰撞预警仿真方法的流程图。
[0020]图5为本申请一个实施例提供的另一种空间碎片碰撞预警仿真方法的流程图。
具体实施方式
[0021]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
[0022]图1为本申请一个实施例提供的空间碎片碰撞预警仿真平台的功能结构图，如图1所示，该空间碎片碰撞预警仿真平台包括：算法封装模块101，用于将仿真算法封装成独立的功能模块；一些实施例中，算法封装模块101支持读取本地存储的仿真算法，将仿真算法封装成独立的功能模块；数字孪生模块102，用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；本实施例中，数字孪生模块102通过3D建模、虚拟现实、增强现实、仿真技术对空间碎片的几何形状、飞行器等的行为响应等多元要素进行真实刻画和描述建模，并结合输入参数进行计算，得到仿真数据。
[0023]数据比较模块103，用于对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；一些实施例中，数据比较模块103可设置在服务器上，通过调用每个功能模块，输出仿真数据，并对每个功能模块对应的仿真数据进行比对，以不断优化算法，服务器访问方式包括：http://[ip]:[port]/[webApi]，其中ip和port为部署的服务器的网址和端口号，webApi为具体的接口路由。
[0024]可视化模块104，用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间碎片碰撞预警仿真平台，其特征在于，包括：算法封装模块，用于将仿真算法封装成独立的功能模块；数字孪生模块，用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算，输出仿真数据；数据比较模块，用于对每个功能模块对应的仿真数据进行比较；可视化模块，用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时，对空间碎片接近过程进行可视化呈现，以及，对每个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。2.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台，其特征在于，还包括：算法自定义模块，用于接收用户自定义的仿真算法；所述算法封装模块还用于对所述用户自定义的仿真算法进行封装。3.根据权利要求1或2所述的空间碎片碰撞预警仿真平台，其特征在于，还包括：算法约束模块，用于对算法设计信息进行约束，所述算法设计信息包括算法存储在固定位置、算法输入内容、算法输入内容文件名称及格式、算法输入文件存储位置、算法输出内容、算法输出内容格式和算法输出文件存储位置中的至少一种。4.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台，其特征在于，还包括：视角切换模块，用于对多种视角进行切换，所述多种视角包括航天器视角、碎片视角和缺省视角。5.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台，其特征在于，还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江峰，王世金，徐颖，王月，
申请(专利权)人：数字太空北京智能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：