【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星工程，具体提供一种数字卫星模型、数字孪生仿真方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、数字孪生技术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，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程的技术。数字孪生技术在卫星仿真领域中也得到了很多的应用。
2、但是，目前使用数字孪生技术对卫星进行仿真的过程中，由于数字孪生层的数字卫星模型并不健全，数字卫星模型抽象不彻底、建模不完整，从而导致数字卫星在基于数字卫星模型进行物理场仿真时，往往会存在偏离现实的情况。
3、相应地，本领域需要一种新的数字卫星模型方案来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服上述缺陷，提出了本专利技术，以提供解决或至少部分地解决如何构建更为完整、贴近卫星实体的数字卫星模型，以实现更为贴近现实的卫星数字孪生仿真的问题。
2、在第一方面，本专利技术提供一种数字卫星模型，所述数字卫星模型包括软卫星模块和星上系统模块；
3、所述软卫星模块包括卫星结构体、物理学子模型和载荷设备子模型；
4、所述星上系统模块，用于根据数字卫星的星上数据为所述物理学子模型提供控制策略；
5、所述载荷设备子模型，用于表征所述数字卫星的载荷设备的载荷设备特征；
6、所述卫星结构体，用于根据所述载荷设备特征生成所述数字卫星的结构文件；
7、所述物理学子模型，用于根据所述控制策略和
8、在上述数字卫星模型的一个技术方案中，所述物理学子模型包括运动力学子模型、电学子模型和热学子模型；
9、所述星上系统模块包括姿态轨道控制系统、电源管理系统、热控系统；
10、所述姿态轨道控制系统，用于根据所述星上数据中的姿态轨道状态数据为所述运动力学子模型提供控制策略；
11、所述电源管理系统，用于根据所述星上数据中的卫星用电数据为所述电学子模型提供控制策略；
12、所述热控系统，用于根据所述星上数据中的卫星温度数据为所述热学子模型提供控制策略。
13、在上述数字卫星模型的一个技术方案中，所述星上系统模块还包括：
14、网络通信系统，用于进行所述数字卫星与其他数字卫星和/或地面之间的网络通信；和/或，
15、健康管理系统，用于监控所述数字卫星的监控状况；和/或，
16、任务管理系统，用于接收对于所述数字卫星的遥控指令，实现星上任务调度；和/或，
17、数传系统，用于对所述星上数据进行打包并在过境时传输至地面站；和/或，
18、数据服务系统，用于收集所述星上数据，并进行数据分析，供其他星上服务使用。
19、在上述数字卫星模型的一个技术方案中，所述载荷设备包括电控板和/或，热控板和/或，有效载荷和/或，执行机构和/或，测量机构。
20、在上述数字卫星模型的一个技术方案中，所述数字卫星模型还包括驱动层；
21、所述驱动层，用于实现所述软卫星模块和所述星上系统模块之间的数据交换。
22、在上述数字卫星模型的一个技术方案中，所述驱动层包括软驱动和硬驱动；
23、所述软驱动，用于为实现所述数据交换提供软件支持；
24、所述硬驱动，用于为实现所述数据交换提供硬件支持。
25、在第二方面，本专利技术提供一种数字孪生仿真方法，所述方法应用于上述数字卫星模型技术方案中所述的数字卫星模型；所述方法包括：
26、根据所述物理学子模型的数学描述，对所述卫星结构体生成的数字卫星的结构文件进行网格剖分，获得网格文件；
27、根据所述物理学子模型当前的状态数据，对所述网格文件中的网格状态进行数值标注；
28、根据所述网格文件和所述星上系统模块提供的控制策略，控制所述物理学子模型进行迭代仿真，以实现物理场的迭代仿真。
29、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述根据所述网格文件和所述星上系统模块提供的控制策略，控制所述物理学子模型进行迭代仿真，包括：
30、根据所述控制策略和所述物理学子模型当前的状态数据获取所述迭代仿真的初始条件和边界条件；
31、根据所述网格文件、所述初始条件和边界条件，进行所述迭代仿真过程的数值求解，从而获得所述迭代仿真的仿真结果数据。
32、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述方法还包括根据以下步骤获取所述物理学子模型当前的状态数据：
33、将上一个迭代仿真周期的仿真结果数据，作为当前迭代仿真周期的所述物理学子模型当前的状态数据。
34、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述方法还包括根据以下步骤获取所述星上系统模块的控制策略：
35、基于机器学习模型构建所述星上系统模块的策略控制模型；
36、基于真实卫星的在轨数据，构建数据集；
37、根据所述数据集对所述策略控制模型进行训练和验证，从而获得训练好的策略控制模型；
38、应用训练好的策略控制模型，根据星上数据，获得所述控制策略。
39、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述方法还包括根据以下步骤对策略控制模型进行更新：
40、根据所述真实卫星的在轨数据和所述物理学子模型的仿真结果数据，获取所述在轨数据和仿真结果数据的比较结果；
41、根据所述比较结果，更新所述数据集；
42、根据更新后的数据集，对所述策略控制模型进行更新。
43、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述物理学子模型包括运动力学子模型、电学子模型和热学子模型；
44、所述控制所述物理学子模型进行迭代仿真，以实现物理场的迭代仿真，包括：
45、根据所述运动力学子模型、电学子模型和热学子模型进行耦合迭代仿真，以实现多物理场的耦合迭代仿真。
46、在上述数字孪生仿真方法的一个技术方案中，所述方法还包括：
47、对所述数字卫星的仿真结果数据以时序化方式进行存储，并通过可视化工具进行所述仿真结果数据的展示。
48、在第三方面，提供一种控制装置，该控制装置包括至少一个处理器和至少一个存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行上述数字孪生仿真方法的技术方案中任一项技术方案所述的数字孪生仿真方法。
49、在第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质其中存储有多条程序代码，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行上述数字孪生仿真方法的技术方案中任一项技术方案所述的数字孪生仿真方法。
50、本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种
51、有益效果：
52、在实施本专利技术的技术方案中，本专利技术的数字卫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数字卫星模型，其特征在于，所述数字卫星模型包括软卫星模块和星上系统模块；
2.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的数字卫星模型，其特征在于，所述星上系统模块还包括：
4.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，所述载荷设备包括电控板和/或，热控板和/或，有效载荷和/或，执行机构和/或，测量机构。
5.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，所述数字卫星模型还包括驱动层；
6.根据权利要求5所述的数字卫星模型，其特征在于，所述驱动层包括软驱动和硬驱动；
7.一种数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至6中任一项所述的数字卫星模型；所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法还包括根据以下步骤获取所述物理学子模型当前的状态数据：
10.根据权利要求7所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法还包括根据以下步骤获取所述
11.根据权利要求10所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法还包括根据以下步骤对策略控制模型进行更新：
12.根据权利要求7至11中任一项所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述物理学子模型包括运动力学子模型、电学子模型和热学子模型；
13.根据权利要求7至12中任一项所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.一种控制装置，包括至少一个处理器和至少一个存储装置，所述存储装置适于存储多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行权利要求7至13中任一项所述的数字孪生仿真方法。
15.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条程序代码，其特征在于，所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行7至13中任一项所述的数字孪生仿真方法。
...【技术特征摘要】
1.一种数字卫星模型，其特征在于，所述数字卫星模型包括软卫星模块和星上系统模块；
2.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的数字卫星模型，其特征在于，所述星上系统模块还包括：
4.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，所述载荷设备包括电控板和/或，热控板和/或，有效载荷和/或，执行机构和/或，测量机构。
5.根据权利要求1所述的数字卫星模型，其特征在于，所述数字卫星模型还包括驱动层；
6.根据权利要求5所述的数字卫星模型，其特征在于，所述驱动层包括软驱动和硬驱动；
7.一种数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至6中任一项所述的数字卫星模型；所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的数字孪生仿真方法，其特征在于，所述方法还包括根据以下步骤获取所述物理学子模型当前...
【专利技术属性】
技术研发人员：林琳琳，杨嘉毅，刘成坤，陈德安，陈津林，焦石，马浩元，
申请(专利权)人：最终前沿山东航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。