【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天器建模仿真，具体涉及一种基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法。
技术介绍
1、近年来，随着航天器应用领域的拓宽、使用方式增多和行为趋于复杂化，对航天器的仿真建模提出了新的要求。然而，传统仿真模型不能快速复用，模型之间和组件之间交互效率低，跨平台能力差。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，能够实现全类型的卫星数字平台在复杂形态和复杂行为下的快速构建。
2、本专利技术实施例的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，包括：
3、s1、根据待构建的卫星数字模型功能和特性类型进行拆解、组合生成原子组件分类，所述原子组件分类包括运动类、框架类、决策类、通信类和保障类五种类别；
4、s2，结合各组件功能和性能要求，将所述原子组件分为任务级、功能级和工程级三种级别；
5、s3、基于所述原子组件，生成接口协议及模型管理系统、参数管理系统；
6、s4、基于所述接口协议实现各组件的组装和各组件间的交互。
7、优选地，所述s1中：
8、运动类原子组件包括卫星运动组件、姿态机动组件和轨道机动组件；
9、框架类原子组件包括框架组件和星务组件；
10、决策类原子组件包括星上任务规划组件；
11、通信类原子组件包括测控组件、数传组件和广播分发
12、保障类原子组件包括能源平衡组件和数据平衡组件。
13、优选地，所述s2中：
14、所述卫星运动组件的任务级具有二体、j2、j4轨道预报功能；
15、所述卫星运动组件的功能级在其任务级的基础上还具有sgp4轨道预报功能；
16、所述卫星运动组件的工程级具有hpop轨道预报；
17、所述姿态机动组件的任务级用于根据最大机动能力执行姿态机动；
18、所述姿态机动组件的功能级用于根据机动角度和机动时间表给出调姿时间和调姿结束姿态；
19、所述姿态机动组件的工程级用于叠加机动速度、加速度、稳定时长给出调姿过程中实时姿态、精度和稳定度；
20、所述轨道机动组件的任务级用于实现基于速度增量的变轨机动。
21、优选地，所述s2中：
22、所述框架组件用于模型基础信息和标识及模型描述相关信息；
23、所述星务组件的任务级用于指令的解析与转发和整星的数据汇集交换；
24、所述星务组件的功能级用于整星工作模式的控制。
25、优选地，所述s2中：
26、所述星上任务规划组件的任务级用于根据协同引导规则进行自主规划；
27、所述星上任务规划组件的功能级用于根据所述星务组件提供的信息和协同引导规则模拟真实星上规划软件实现自主任务规划。
28、优选地，所述s2中：
29、所述测控组件的任务级用于不同天线配置方案下，与地面站和中继星测控链路的可用关系；
30、所述测控组件的任务级在其功能级的基础上，还用于对链路干扰进行仿真，支持过程仿真和时效性分析；
31、所述数传组件的任务级用于根据波束覆盖范围、传输速率、压缩比和传输任务实现对传输时间和数据量的仿真；
32、所述数传组件的功能级用于根据天线性能增加传输频段、建链时延的仿真；
33、所述数传组件的工程级用于结合天线详细设计参数对天线实时覆盖范围、指向进行仿真；
34、所述广播分发组件的任务级用于根据覆盖半角计算覆盖范围，对分发过程进行仿真；
35、所述广播分发组件的功能级用于根据天线性能参数增加对传输速率、分发内容和数据量的仿真，并实时输出覆盖范围。
36、优选地，所述s2中：
37、所述能源平衡组件的任务级用于根据任务规划对任务时长进行仿真；
38、所述能源平衡组件的功能级用于根据电源参数和负载实现实时电源电压、能量余量和放电深度进行仿真；
39、所述能源平衡组件的工程级增加对电池阵参数、卫星和地日相对关系实时仿真充电能量，根据运行模式实时计算放电能量；
40、所述数据平衡组件的任务级用于根据数据生成量、传输量和星上存储总量计算存储余量；
41、所述数据平衡组件的功能级用于对传输文件的写入、传输计算当前存储量和星上存储总量；
42、所述数据平衡组件的工程级对传输任务进行实时仿真实时计算存储余量。
43、优选地，所述s3中，所述模型管理系统基于所述接口协议管理所述原子组件和各层级组装组件，所述参数管理系统基于所述接口协议管理组件参数。
44、优选地，所述s4中，基于组合体接口和搭载接口实现各组件的组装，基于指令接口和状态接口实现各组件间的交互。
45、本专利技术的基于protobuffer协议给出了一种多层级卫星数字平台的建模方法，根据待构建的装备模型功能和特性类型进行拆解、组合生成原子组件分类，形成运动类、框架类、决策类、通信类和保障类共5大类。再根据模型仿真的精度和粒度分为任务级、功能级和工程级三个层次进行建模。利用protobuffer的跨平台和通用性能力，针对多平台提供对主流开发语言的自动映射。以基于通用接口建模的思想，提高模型的复用能力和兼容性。最终形成一种对卫星数字平台的多层级、高兼容性、跨平台能力强的建模方法。与现有技术相比，本专利技术的方法，通过对组件和参数的接口化，实现了参数与组件的剥离和模型内的解耦；进一步地，还提出一种基于接口的航天器仿真模型开发和组装模式，实现了航天器仿真模型的统一管理和快速构建。
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1.一种基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S1中：
3.根据权利要求2所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S2中：
4.根据权利要求2所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S2中：
5.根据权利要求2所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S2中：
6.根据权利要求2所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S2中：
7.根据权利要求2所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S2中：
8.根据权利要求1所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S3中，所述模型管理系统基于所述接口协议管理所述原子组件和各层级组装组件，所述参数管理系统基于
9.根据权利要求1所述的基于Protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述S4中，基于组合体接口和搭载接口实现各组件的组装，基于指令接口和状态接口实现各组件间的交互。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述s1中：
3.根据权利要求2所述的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述s2中：
4.根据权利要求2所述的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述s2中：
5.根据权利要求2所述的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述s2中：
6.根据权利要求2所述的基于protobuffer的多层级卫星平台数字建模方法，其特征在于，所述s2中：
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯昊，郝晓龙，乔凯，孙希彤，高扬，殷建丰，王倩，于海琰，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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