本发明专利技术公开了数字孪生技术领域的一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立方法和建立装置，包括若干探测点、若干映射点、预处理模块和反馈模块；通过探测点实时采集航天器发射场不同位置或者不同环节的探测数据；探测点之间布置有边缘计算模块，通过边缘计算模块计算并处理同一物理量相关的探测点的探测数据，得到相应的物理量；再通过预处理模块在人工神经网络中预构建虚拟模型和映射点，基于不同探测点采集的探测数据转化为虚拟模型上对应映射点的数据，并根据物理量修正虚拟模型；通过映射点实时采集虚拟模型中不同位置或者不同环节的映射数据；从而减少数字孪生模型中的运算量，保障人工反馈命令的即时性，提高控制精度。度。度。
【技术实现步骤摘要】
用于航天器发射场的数字孪生模型的建立方法和建立装置
[0001]本专利技术属于数字孪生
，具体是一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立方法和建立装置。
技术介绍
[0002]航天发射场是为航天运载火箭的装配、测试、运输等发射前准备，航天器发射、测量、发送控制指令以及接收和处理遥测信息而专门建造的一整套地面设施、设备。在航天发射场执行的一次航天发射任务具有多阶段、多任务、多功能等特点，而数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。
[0003]为了能够实时监测整个航天器发射场内的各种运行状况，例如中国专利公告号为CN115795699B的专利公开了一种航天器发射场的数字孪生模型的建立方法和建立装置，所述建立方法包括：获取目标航天器发射场内的每个传感器上传的传感器数据；分别针对每个传感器上传的传感器数据中的每一个原始数据帧进行重新组帧处理，得到该原始数据帧对应的重组数据帧；基于重组数据帧对所述目标航天器发射场进行映射，以建立目标航天器发射场的数字孪生模型。通过所述建立方法和建立装置，能够建立画面统一的航天器发射场的数字孪生模型，从而保障后续能够实现多级联动和协调统一的应急处理。
[0004]但是，由于采用多个传感器采集传感器数据建立画面统一的数字孪生模型，传感器数据处理量大和运输量大，而传感器数据运算需要一定的时间，并且网络中数据传输效率存在一定的限制，会影响在后续应急处理过程中的即时性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立方法和建立装置，减少数字孪生模型中的运算量，保障人工反馈命令的即时性，从而提高控制精度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，包括若干探测点、若干映射点、预处理模块和反馈模块；所述探测点用于实时采集航天器发射场不同位置或者不同环节的探测数据，并将探测数据发送至边缘计算模块；
[0008]航天器发射场中采集同一物理量相关的探测点之间布置有边缘计算模块，所述边缘计算模块用于计算并处理同一物理量相关的探测点的探测数据，得到相应的物理量，边缘计算模块并将物理量和探测数据发送至预处理模块；
[0009]所述预处理模块用于在人工神经网络中预构建虚拟模型和映射点，基于不同探测点采集的探测数据转化为虚拟模型上对应映射点的数据，预处理模块并根据物理量修正虚拟模型；
[0010]所述映射点用于实时获取虚拟模型中不同位置或者不同环节的映射数据，并将映射数据发送至反馈模块中；
[0011]所述反馈模块基于映射数据向各探测点发送反馈指令。
[0012]采用上述方案后实现了以下有益效果：通过探测点实时采集航天器发射场的探测数据，便于后续构建和修正虚拟模型，通过对应的映射点对虚拟模型进行采集数据，便于模拟判断航天器发射场的变化，便于后续实现多级联动和协调统一的应急处理。
[0013]通过将采集同一物理量相关的探测点与边缘计算模块进行连接绑定，便于该边缘计算模块计算该物理量，便于后续预处理模块通过物理量对虚拟模型进行修正得到映射数据，减少数字孪生模型中的运算量，使得到的映射数据更加准确，便于后续反馈模块进行判断。
[0014]在反馈模块下达反馈指令前，工作人员可对反馈指令进行调整，通过减少数据传输过程的数据量，减少网络拥堵，从而保障人工反馈命令的即时性，使虚拟模型更加接近航天器发射场，提高后续反馈指令的控制精度。
[0015]进一步，所述边缘计算模块还基于当前时间和当前时间之前同一物理量相关的探测点的探测数据；边缘计算模块分别将同一探测点的不同时间的探测数据进行对比，分别得到不同探测点对应的偏差值A1，A2，..An，并将偏差值发送至预处理模块；
[0016]预处理模块将这些偏差值的大小进行排序，根据排序结果选择出前多个节点进行预测，用偏差值最大的探测点的名称确定当前时间之后的同一物理量的预测走向，并将预测走向发送至反馈模块，反馈模块基于预测走向调整反馈指令。
[0017]有益效果：通过预测走向，即便于对航天器发射场后续情况进行预测，通过反馈指令对探测点的运行情况进行调整，也便于当后续情况与预测情况不一致时，便于人工通过探测数据的变化寻找错误点；通过边缘计算模块对进行预处理，减少后续预处理模块的数据处理量。
[0018]进一步，还包括存储模块和临时存储模块，所述存储模块用于存储各映射点的映射数据和虚拟模型，所述临时存储模块用于存储各探测点的探测数据。
[0019]有益效果：通过存储模块和临时存储模块分别对映射点和探测点产生的映射数据和探测数据进行存储，便于后续调用映射数据和探测数据进行分析。
[0020]进一步，临时存储模块中的探测数据以临时数据存在，当达到设定的保存时间时，临时存储模块将探测数据删除。
[0021]有益效果：探测数据以临时数据的形式进行保存，能减少临时存储模块整体的负荷。
[0022]进一步，所述探测点的采集方式包括传感器检测和图像检测。
[0023]有益效果：探测点通过传感器检测和图像检测对数据进行采集，便于根据航天器发射场的变化选择合适的方式进行采集。
[0024]进一步，所述边缘计算模块还用于将各探测点对应的采集方式的设备型号发送至预处理模块。
[0025]有益效果：预处理模块对各探测点对应的采集方式的设备型号进行收集，便于人工根据型号分析中航天器发射场的探测点布置是否合理，是否型号进行调整。
[0026]进一步，一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立方法，包括以下步骤：步骤一，在航天器发射场不同位置或者不同环节布置探测点，通过各探测点实时采集探测数据并将探测数据发送至预处理模块；
[0027]步骤二、在航天器发射场中布置若干边缘计算模块，将采集同一物理量相关的探测点与边缘计算模块连接，计算并处理同一物理量相关的探测点的探测数据，得到相应的物理量，边缘计算模块并将物理量和探测数据发送至预处理模块；
[0028]边缘计算模块还基于当前时间和当前时间之前同一物理量相关的探测点的探测数据，边缘计算模块分别将同一探测点的不同时间的探测数据进行对比，分别得到不同探测点对应的偏差值A1，A2，..An，并将偏差值发送至预处理模块；
[0029]步骤三、通过预处理模块在人工神经网络中预构建虚拟模型和映射点，当预处理模块第一次进行构建虚拟模型时，预处理模块基于不同探测点采集的探测数据转化为虚拟模型上对应映射点的数据；在预处理模块后续进行构建虚拟模型时，预处理模块根据物理量修正虚拟模型；
[0030]通过预处理模块将偏差值A1，A2，..An的大小进行排序，根据排序结果选择出前多个节点进行预测，用偏差值最大的探测点的名称确定当前时间之后的同一物理量的预测走向，并将预测走向发送至反馈模块；
[0031]步骤四、通过映射点实时获取虚拟模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，其特征在于：包括若干探测点、若干映射点、预处理模块和反馈模块；所述探测点用于实时采集航天器发射场不同位置或者不同环节的探测数据，并将探测数据发送至边缘计算模块；航天器发射场中采集同一物理量相关的探测点之间布置有边缘计算模块，所述边缘计算模块用于计算并处理同一物理量相关的探测点的探测数据，得到相应的物理量，边缘计算模块并将物理量和探测数据发送至预处理模块；所述预处理模块用于在人工神经网络中预构建虚拟模型和映射点，基于不同探测点采集的探测数据转化为虚拟模型上对应映射点的数据，预处理模块并根据物理量修正虚拟模型；所述映射点用于实时获取虚拟模型中不同位置或者不同环节的映射数据，并将映射数据发送至反馈模块中；所述反馈模块基于映射数据向各探测点发送反馈指令。2.根据权利要求1所述的用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，其特征在于：所述边缘计算模块还基于当前时间和当前时间之前同一物理量相关的探测点的探测数据；边缘计算模块分别将同一探测点的不同时间的探测数据进行对比，分别得到不同探测点对应的偏差值A1，A2，..An，并将偏差值发送至预处理模块；预处理模块将这些偏差值的大小进行排序，根据排序结果选择出前多个节点进行预测，用偏差值最大的探测点的名称确定当前时间之后的同一物理量的预测走向，并将预测走向发送至反馈模块，反馈模块基于预测走向调整反馈指令。3.根据权利要求1所述的用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，其特征在于：还包括存储模块和临时存储模块，所述存储模块用于存储各映射点的映射数据和虚拟模型，所述临时存储模块用于存储各探测点的探测数据。4.根据权利要求3所述的用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，其特征在于：临时存储模块中的探测数据以临时数据存在，当达到设定的保存时间时，临时存储模块将探测数据删除。5.根据权利要求1所述的用于航天器发射场的数字孪生模型的建立装置，其特征在于：所述探测点的采集方式包括传感器检测和图像检测。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：巩庆涛，李康强，滕瑶，胡鑫，韩彦青，何士龙，孙忠玉，张玲，刘志鹏，韩国杰，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：
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