[發明專利]一種面向臨機空間飛行器的仿真系統

在審

• 申請號: 202010010519.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111125935A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 梁琳;葉亮
• 申請（專利權）人: 中仿智能科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14;G06T17/00;G06F16/2455;G06Q10/06
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本發明公開了一種面向臨機空間飛行器的仿真系統，包括：仿真計算模塊、可視化展示模塊、數據查詢模塊和仿真結果評估模塊；其中，所述仿真計算模塊，用于根據飛行器3D模型，獲取氣動數據、飛行器自身屬性數據、輸入飛行條件數據，進行飛行器軌跡的計算、飛行器表面流場的計算、等離子體鞘套下天線輻射特性的計算。該系統采用了低耦合的組織架構，仿真軟件不需要太多修改即可集成到該系統中，保證了良好的擴展性和可維護性。通過設計合理的任務調度算法及可靠的數據管理策略，可以最大程度地提高分布式仿真計算的效能、降低仿真數據的冗余。

技術領域

本發明涉及飛行器仿真技術領域，特別涉及一種面向臨機空間飛行器的仿真系統。

背景技術

圍繞模擬飛行器由許多的仿真支撐平臺、數學模型、人感系統和人機界面等構成，飛行器的模擬仿真是一個典型的多學科技術密集型大系統工程。

臨近空間是伴隨科學技術的發展在現代戰爭中開辟出來的一塊新戰場，是陸、海、空、天、電、網多維一體化戰場的重要組成部分，是國家安全體系中的一個重要環節，近年來受到世界各國高度重視。運行在太空范圍內的衛星易受干擾、成本高、部署周期長、損失后不易補充，而運行在航空范圍的飛行器易受打擊、生存能力差、損失后不易恢復。臨近空間憑借其獨特的環境和物理優勢，在臨近空間飛行器加入陸、海、空、天、電子與網絡空間信息網絡后，將在未來空天一體聯合作戰中扮演至關重要的角色。

臨近空間通常指距地面20~100km的空域，介于飛行器最高飛行高度與空間軌道飛行器最低飛行高度之間，臨近空間飛行器是指在臨近空間區域內飛行并完成攻擊、偵察、通信、預警、導航及作戰等任務的飛行器，有飛艇、氣球、高空長航時無人機、遠距離滑翔式遙控飛行器、高超聲速飛行器等多種形式。

目前，臨近空間的相關仿真軟件較多，但碎片化嚴重，因此，為了研究臨近空間飛行器的特性，需要一種靈活的，擴展性強的仿真系統。

發明內容

鑒于上述問題，提供一種至少部分解決上述技術問題的面向臨機空間飛行器的仿真系統，具有良好的擴展性和可維護性，可以最大程度地提高分布式仿真計算的效能、降低仿真數據的冗余。

本發明實施例提供一種面向臨機空間飛行器的仿真系統，包括：仿真計算模塊、可視化展示模塊、數據查詢模塊和仿真結果評估模塊；

所述仿真計算模塊，用于根據飛行器3D模型，獲取氣動數據、飛行器自身屬性數據、輸入飛行條件數據，進行飛行器軌跡的計算、飛行器表面流場的計算、等離子體鞘套下天線輻射特性的計算；

所述可視化展示模塊，根據所述仿真計算模塊的計算結果、基于OpenGL

函數庫對應展示飛行器在預設場景下飛行位置和飛行姿態發生變化時的三維動態變化；所述預設場景包括：近空間場景和太空場景；所述飛行姿態包括：飛行器起飛、勻速飛行、變速飛行、飛行器降落；

所述數據查詢模塊，用于根據輸入的查詢關鍵字，在數據庫中遍歷查找所述關鍵字所對應的軌跡任務、流場任務和天線任務仿真數據的查詢；

所述仿真結果評估模塊，用于單流場仿真結果評估、多流場仿真結果評估、單天線仿真結果評估、多天線仿真結果評估和天線安裝窗口評估。

進一步地，所述仿真計算模塊包括：任務隊列子模塊、任務控制子模塊和算法封裝子模塊；

所述任務隊列子模塊，根據仿真任務由總控制端以任務消息隊列的形式提交到軟總線，轉發到任務控制子模塊；

所述任務控制子模塊，用于根據仿真任務重要程度來區分任務的計算優先級；

所述算法封裝子模塊，用于封裝軌跡、流場、天線的計算公式，并根據仿真任務選擇對應的計算公式。

進一步地，所述可視化展示模塊，包括模擬飛行器子模塊和三維場景子模塊；