[發明專利]航天器測控覆蓋分析設計平臺

有效

• 申請號: 201810199352.2
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108460216B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王華;周晚萌;李海陽;張帆
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

1.一種航天器測控覆蓋分析設計平臺系統，其特征在于：包括底層對象管理子系統、覆蓋分析子系統、測控分析子系統、鏈路分析子系統，動態圖表展示子系統，還具備仿真配置文件的導入導出模塊、仿真線程管理模塊和各子系統的管理模塊；

底層對象管理子系統包括對象操作模塊、對象配置載入導出模塊、對象仿真流程控制模塊；通過對象操作模塊建立對象類，對象配置載入導出模塊將參數導入到對象類，對象仿真流程控制模塊控制仿真的流程，最終得到全仿真過程的全部對象的位置、速度、姿態角和姿態角速度信息；底層對象包括仿真想定、衛星、地面站、船、敏感器、發射器、接收器，其中仿真想定為最底層對象，作為衛星、地面站、船的父對象，仿真想定的每一個子對象作為敏感器、發射器和接收器的父對象，通過對象的初始化確定了對象的層級關系；

覆蓋分析子系統屬于離線分析系統，根據用戶在對象樹中選擇的分析對象和所設置的約束參數，來分析其他對象對該對象的覆蓋特性，包括覆蓋時段、覆蓋重數、覆蓋率和間隔率，并按照用戶意愿設置達到覆蓋要求的條件；根據用戶的選擇，將用戶關注信息展示出來；

鏈路分析子系統，是針對中繼衛星所設置的一系列設備組合的通信鏈，根據用戶的選擇參與通信的對象、排列對象順序，計算整個對象鏈中是否存在不可連接的通信鏈，同時根據用戶設置計算分析通信鏈路的通信質量；根據用戶選擇分析對象的約束參數設置，分析一個對象鏈中相鄰兩對象之間的關系；

測控分析子系統根據用戶選擇的對象和用戶對每個對象的約束參數設置，分析對象兩兩之間的可見性關系，包括是否可見、視線的距離、視線方位角、視線高低角以及測控鏈路的相關；用戶根據測控分析子系統的結果考察整個仿真時段的可見時段、視線參數、鏈路預算與誤碼率；

圖表展示子系統用于生成和展示自定義報告、動態曲線以及動態報告；

在仿真開始時啟動仿真線程管理模塊，同時鎖定覆蓋分析、鏈路分析和對象更改功能；調用動態報告時，開啟報告展示線程，通過數據的互斥鎖實現仿真數據與界面的同步；航天器測控覆蓋分析設計平臺有兩種模式進行數據交互，第一種是串口通信將其他進程的數據傳遞到仿真平臺；第二種是共享內存模式，將對象按照一定的規范編寫，由共享內存統一管理分發數據；

航天器測控覆蓋分析設計平臺的仿真線程加入分布式仿真系統，在進行分布式仿真過程中，將ASM作為HLA仿真框架下的進程間高效通信機制；基于HLA仿真框架，ASM實現進程間仿真推進管理主要包括初始化，仿真推進和去注冊三個步驟構成：

1)初始化

初始化步驟時各個成員判斷是否已經開辟成功共享內存，若已有共享內存則讀取公共信息，鏈接上開辟的內存區域；然后各個成員注冊節點，為節點輸入輸出數據注冊所需要的數據空間，為仿真推進做好準備；

2)仿真推進

各個節點根據仿真主控節點發布的命令，將本節點本次仿真所需的輸入數據從共享內存中讀取，進行本節點內的仿真推進，然后將節點產生的輸出數據存入共享內存，為其他節點下一步的仿真推進提供所需數據，然后告知主控節點已完成仿真推進；主控節點監測到所有分節點完成當前步驟的仿真推進后，發布下一步的仿真推進命令；如此往復，實現各個進程節點嚴格同步與信息傳遞；

3)注銷

當判斷仿真完成時，各個節點銷毀注冊信息，退出共享內存鏈接，最后退出共享內存鏈接的節點負責銷毀共享內存。

2.根據權利要求1所述的航天器測控覆蓋分析設計平臺系統，其特征在于：底層對象管理子系統中：對象操作模塊，實現對象的生成、拷貝和刪除，新建對象為對象類開辟一塊內存空間，為后續屬性載入做準備；刪除操作，銷毀之前開辟的內存空間；拷貝操作，將原對象中的數據復制到新對象的內存空間；

對象配置載入導出模塊，實現配置文件與對象類的內存空間數據的交互；該模塊在平臺建立對象時將配置文件信息載入到底層對象屬性配置，在保存時將底層對象屬性保存到配置文件中去；

對象仿真進程控制模塊，控制全部對象的仿真初始化、步進和后處理；初始化負責將對象第一步的仿真數據保存，步進實現對象仿真模型推進，后處理將仿真結果進行整理并保存。