航天测控任务三维场景可视化的设计及实现

从航天测控任务三维场景可视化的需求出发，归纳航天测控任务三维场景的表现方式、数据组织结构和系统体系结构，探索航天测控任务三维场景可视化技术流程。着重研究三维地形生成技术、场景地物建模技术、场景融合技术和视点控制技术等关键技术。从场景数据组织、植被建模和纹理贴图三个方面优化场景。构建航天测控任务三维空间可视化平台，在实时数据的驱动下，实现了航天测控任务三维场景显示，为航天测控任务执行提供可视化技术支持。     

基于一体化云架构的测控中心系统设计与实现

测控中心系统作为航天任务工程中的重要组成部分,通常采用双机双工、服务器集群、磁盘冗余、数据备份恢复等技术来保障航天任务系统的持续运行和稳定可靠,但同时存在软硬件紧耦合、资源共享效率低、系统扩展能力较差等问题,所有这些限制了整个航天测控系统的发展。针对以上问题,研究并设计基于一体化云架构的测控中心系统,实现服务按需定制、资源共享互通、系统弹性扩展,并已经过航天任务的实施检验。     

面向航天任务的可视化应用拓扑建模方法研究

针对新一代航天发射任务快速准备、快速装订、快速切换以及指挥、保障场景的多元呈现、动态构建的实时性特点,提出了一种可视化应用拓扑建模方法。通过制定一套统一的数据和逻辑交互接口,设计了一种用户自定义场景建模和应用软件自编程方法。该方法将场景元素抽象为数据驱动的逻辑、拟物两类图元库,提供统一架构的图元编辑和处理平台,能够自动生成场景配置文件,快速加载到业务系统。通过应用验证,基于此方法构建的可视化建模方法能够基于历史任务快速构建新型号、新任务场景页面,既改变了以前只能静态或者有限动态的展示模式,又提高了航天任务准备效率。     

基于数据驱动的航天测控站试验任务风险管控需求研究

作为航天测控系统的重要组成部分,航天测控站今后将面对不断攀高的发射密度,需要形成稳定发展的全新试验任务形势。通过分析航天测控站试验任务风险管控现状,针对存在的风险概率统计难准确、风险等级识别难评估、风险应对措施难验证等突出问题,探讨通过数据驱动逐步减少或消除风险,实现基于大数据的数据采集存储、数据挖掘发现、数据快速处理,实现风险的传递、剥离和化解工作,确保各类试验任务圆满成功。     

容器化微服务工作流开发框架

传统工作流框架提升了流程任务的设计编排能力和可管理性,但存在流程引擎运行时扩展能力不总,任务参与者控制灵活性不足,复杂流程表单的变更成本较大等问题.本文给出一种容器化柔性微服务流程开发框架,结合领域驱动设计、容器化微服务、动态组织关键点等技术机制,提高了流程实施效率,降低了开发成本,较好地解决了上述问题.经试验分析,柔性增强且代价更小,并在实际项目中验证了框架及方法的有效性.     

基于STK的航天发射可视化仿真系统设计与实现

针对航天发射实时性、高风险、不可逆的特点,设计出一种基于STK的航天发射可视化仿真系统,给发射决策层提供可靠的决策信息;设计了仿真系统的结构框架和网络结构,探讨了设计中的三维地形建模、航天器飞行数据的转换、实时仿真的时间同步等关键技术问题,通过系统集成,实现了对航天发射全过程的实时可视化;经卫星发射任务检验,结果表明,该仿真系统能够对航天发射的弹道数据进行实时处理,并实现快速显示,与传统的用VC++、Vega、OpenGL开发的仿真系统相比,具有编程工作量少、模型移植简单、代码编制与调试过程简洁等优点,能够满足航天发射任务指挥和决策的需求,对后期开展的探月工程可视化有一定的工程指导意义和应用价值。     

基于数据源识别和驱动分析的软件系统测试方法

航天测控软件系统安全关键等级高,其质量直接决定航天任务成败,具有架构庞大、软件配置项多、内外接口复杂、数据传递路径长、处理实时性强等特点,软件系统测试的要求高且难度大,目前存在系统测试需求不清晰、测试针对性差等实际问题;航天测控软件系统是典型的数据驱动型软件系统,针对其特点,文章提出了一种基于数据源识别和数据流分析的软件系统测试方法,开展了数据源识别、数据流路径分析、数据状态分析和获取、系统级数据流顺序图生成等关键技术研究,给出了该方法的推荐工作流程;该方法已在多个航天测控中心软件系统测试中应用,实践表明,针对数据驱动型软件系统,该方法可以显著提高系统测试的设计有效性和测试效率。     

设计模式在测控流程中的应用研究

设计模式是针对某类特定问题的解决方案,使用设计模式可以建立系统的解决方案模板。结合面向对象的设计技术,利用设计模式能够规范系统设计和系统实现、提高系统的复用度并能够提升系统的开发效率。首先描述了航天测控系统的主要工作流程,给出了系统自动控制面对的主要问题;然后介绍了设计模式中的状态模式,描述状态模式在测控系统软件自动流程控制中的具体应用,对其特点,适用性进行了说明。     

导航类微纳集群系统构建技术研究

微纳卫星具有小型化、研制周期短、开发和发射成本低、可组网运行等一系列优点,在通信、遥感和导航等领域中都得到了快速发展,单颗微纳卫星功能单一,能力相对薄弱,因此多采用集群的方式开展工作;如何结合卫星研制、能力形成等多考量角度形成微纳集群系统构建显得尤为重要;文章以微纳集群协同实现导航类任务为前提,从卫星研制周期、发射响应时间、能力形成时间等角度提出一种导航类微纳集群系统构建技术,并从任务综合效能满足角度对所设计的集群进行方法层面的优化;系统建设能够为指定区域提供长期持续导航服务及有效的应急增强导航服务。     

北京航天测控技术开发公司

北京航天测控技术开发公司成立于1982年,是中国航天工业总公司所属的全民所有制高科技企业,是具有独立法人地位、自主经营、独立核算、自负盈亏的经济实体。该公司负责航天自动化综合测控系统,工业机器人及工业自动化测控装备和系统的研究、设计、开发、生产制造等任务,为航天事业的发展服务,为航天所属企、事业单位服务,为国     

基于Vega的航天发射场视景仿真系统实现

为了适应现代化航天技术的发展,需要建立先进的数字化航天发射场视景仿真系统来保障和辅助航天发射任务的顺利开展和实施.以某卫星发射场为研究对象,提出了采用基于三维几何模型构建及动态显示技术的虚拟场景创建方法,利用MultiGen Creator和Vega软件平台,并结合C 编程语言,开发出一个完整的交互式航天发射场及火箭发射三维视景仿真系统,并介绍了其系统设计、开发流程及关键技术.系统在实际发射任务中的使用结果表明,系统运行稳定,仿真效果真实流畅,能够实现预计的功能和效果.     

航天测控系统Markov可靠性模型的自动生成

航天测控系统的可靠性分析关系到航天飞行任务能否顺利完成,并通过对不同测控方案的分析,发现薄弱环节,优化测控系统的项层设计.由于测控系统组成及其任务需求的复杂性,依靠人工完成对系统的描述和模型生成不仅效率低下,而且很难保证模型的准确性.基于可扩展标记语言(extensible markup language,XML),提出了测控资源元数据和测控任务的规范化描述方法,并由计算机辅助生成基于Markov的系统可靠性模型.提出了Markov模型的自动生成算法,通过算例证明了规范化描述方法和模型自动生成算法的有效性.     

基于模型驱动的海量数据判读系统研究与实践

我国"十三五"期间在飞运载火箭、武器型号进入高密度发射期,在研型号进入研制关键期。高密度发射期间,与以往发射任务相比,发射任务繁重,测试及发射周期明显缩短;在测试及发射过程中,测控数据判读是重要环节,直接关系到飞行器各系统功能和性能判定,整体性能评估;传统模式下,靶场测试、发射期间需要大量的测试判读人员现场开展数据判读分析,耗费大量人力成本;为解决上述问题,提出了基于模型驱动的自动判读方法,同时文中设计了面向特定领域的数据判读建模语言AIPScript (AutoIP Script),实现了姿控、制导、动力、电气总体及测量各系统或专业的判据描述、数学建模及自动判读,并自动生成判读分析报告;实际应用表明,该方法的提出不仅节省了人力资源而且大大地提高了判读效率和准确度。     

基于MATLAB/Simulink模型的复杂测控系统设计方法

提出一种基于MATLAB/Simulink模型、面向硬实时操作系统RTAI-Linux的主从模式测控设计方法。在主机上设计针对RTAI-Linux的目标语言编译器文件和模板联编文件,用CMEXS函数实现从机的数据采集卡驱动函数调用;在从机上配置图形显示工具包及数据采集卡底层驱动,建立基于模型的测控系统设计平台。最后分析了测控系统中关键任务的性能保证措施,并通过步进电机控制实例验证了该方法的有效性。     

航天测控系统远程数据容灾方案设计与验证

航天测控系统中的重要资产数据对航天任务的成败有重要影响,必须建立数据容灾系统以保障关键数据的安全。分析了当前航天测控系统关键资产数据采用的备份方式及容灾的要求,基于Oracle数据库的远程复制功能研究了航天测控系统远程数据容灾技术,设计了航天测控系统远程数据容灾方案,并搭建模拟实验环境对方案进行了实验测试。实验结果表明,容灾方案能够达到第五级的容灾级别,满足可恢复性、可靠性和实时性指标要求,实现对航天测控系统关键资产数据的远程容灾。     

航天测控装备交互式电子技术手册应用研究

针对航天测控装备特点,讨论了在航天测控装备领域开展交互式电子技术手册(IETM)应用研究的意义和现实需求,采用公共源数据库和数据模块技术,从编辑、发布和浏览3个方面设计了基于ASD S1000D标准的IETM创作平台,该平台适用于特装设备交互式电子技术手册的框架构造、数据组织、文档编写和出版发行,最后结合航天试验部队的任务实际研究了IETM应用模式,为测控装备技术资料的信息化保障提供了切实可行的应对措施。     

基于输入域分类的实时软件可靠性模型

航天测控软件是航天测控系统的重要组成部分,作为任务的关键性实时软件,其可靠性直接影响着整个测控系统的可靠性。长期以来,测控系统软件相对缺乏系统的可靠性测试研究。文中针对航天工程地面测控软件的特点及可靠性测试要求,综合考虑缺陷等级、输入域等因素,按照数学算法建立了基于输入域分类的实时软件的可靠性混合模型,并对该模型的实际应用进行了介绍。文中模型和测试算法对航天测控工程领域典型功能软件进行了可靠性测试,实验结果表明了该方法的可行性、有效性和易用性。     

基于输入域分类的实时软件可靠性模型

航天测控软件是航天测控系统的重要组成部分,作为任务的关键性实时软件,其可靠性直接影响着整个测控系统的可靠性.长期以来,测控系统软件相对缺乏系统的可靠性测试研究.文中针对航天工程地面测控软件的特点及可靠性测试要求,综合考虑缺陷等级、输入域等因素,按照数学算法建立了基于输入域分类的实时软件的可靠性混合模型,并对该模型的实际应用进行了介绍.文中模型和测试算法对航天测控工程领域典型功能软件进行了可靠性测试,实验结果表明了该方法的可行性、有效性和易用性.     

航天发射可视化仿真接口模块设计

可视化仿真在航天发射弹道设计和分析中起着重要作用.卫星工具包软件STK,是航天领域通用的仿真软件,可以用来实现航天发射数据的可视化.航天任务的方案选择阶段,需要计算多条弹道,在STK界面内进行一系列设置来实现每条弹道的可视化,是非常繁琐的.因此,有必要将可视化的工作模块化.针对航天发射任务的弹道仿真,利用VC 和STK/CONNECT模块,开发了可视化接口模块,该模块能够与弹道数据模块和资源库模块进行交互,获取相关数据,对数据进行转换和处理后,连接STK建立可视化场景.系统设计人员只需在接口模块界面内进行简单操作,便可实现可视化.     

基于领域驱动设计的应用系统模型

领域驱动设计（Domain-Driven Design,DDD）是Evans提出来的用来处理软件系统核心复杂性的方法。该方法的有效性在实践中得到证明,但是方法在细节上存在不够清晰、对设计人员素质要求高等问题。在对大量业务系统进行分析和实践的基础上,对业务对象的公共操作进行了抽象,提出了基于DDD的应用系统模型来指导系统设计和开发。研发了开发框架对业务系统中通用的属性和操作进行了封装。实际项目中的应用证明了该框架能够辅助进行系统设计开发,提高软件开发效率和减少缺陷。