基于HLA的空间站应用任务分布式仿真验证系统

发布时间：2021-11-28 13:02

　　针对空间站应用任务影响因素众多、各因素间相互耦合的特点,分析了空间应用任务影响因素,设计了基于高层体系架构的空间站应用任务分布式仿真框架,开发了仿真验证系统。系统实现了对相应任务规划结果的验证。结果表明:分布式仿真验证系统能够支持任务规划结果验证,任务规划结果合理可行。 

【文章来源】：载人航天. 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

空间站应用任务的影响因素

依据空间站应用任务分析结果与实际任务运行场景,设计仿真想定,识别其中参与者与关键变量,开发联邦概念模型。仿真场景想定如图2所示,场景中主体包括运控、载荷、航天员、飞船、舱段、资源持有者、环境、监控、应用任务。其中,载荷、航天员、飞船、舱段和应用任务均对应相应的实体;环境包括空间站轨道、姿态、大气、微重力、辐射、磁场等;资源提供者包括舱段和实验柜;运控对应任务规划结果;监控对应仿真过程的观察者和记录者。分析联邦仿真剧情中的角色,可分为:长期运控、短期运控、运输、任务、载荷、资源、航天员、环境和监控9种。基于HLA的设计仿真框架如图3所示,包括应用任务仿真数据库和仿真联邦两部分。数据库存储应用任务数据及联邦初始化数据,仿真联邦包括长期运控成员、短期运控成员、运输类成员、任务类成员、载荷类成员、资源类成员、航天员类成员、环境类成员和监控类成员9大类,对应仿真剧情中的9类角色。

仿真系统以运控成员为推动方,控制整个时间轴上的事件。其中长期运控成员解析任务规划结果中的载荷上下行规划,控制仿真时间轴上的载荷、飞船、舱段上下行;短期运控成员解析任务执行计划,控制任务的开始;运输成员仿真飞船和舱段的发射和回收过程;任务成员仿真任务运行过程,包括运行过程中所需要使用的载荷、航天员,主动占用载荷、航天员;载荷成员是一个被动的成员,响应运输成员的状态、任务状态,修改自身属性;资源成员也是一个被动的成员,响应载荷对资源的占用情况,修改自身属性;航天员成员根据自身作息规律作息,并根据运输成员状态和任务状态修改自身属性;监控记录仿真过程中载荷、资源、航天员超限的情况及环境不满足的情况;环境成员仿真空间站运行环境,实时计算空间站的位姿、大气、微重力条件、太阳辐射、日月位置、磁场等。3.3 应用任务仿真数据库

【参考文献】：
期刊论文
[1]空间站运行控制任务规划体系方案研究[J]. 李剑,邹雪梅,王成.  载人航天. 2019(01)
[2]天宫-2空间科学与应用任务及进展[J]. 张伟.  国际太空. 2016(12)
[3]空间站运营在轨任务并行规划技术研究[J]. 邱冬阳,卜慧蛟,王帅,王功波,罗亚中.  载人航天. 2016(06)
[4]我国空间站的空间科学与应用任务[J]. 高铭,赵光恒,顾逸东.  中国科学院院刊. 2015(06)
[5]多领域建模仿真方法综述[J]. 叶新,潘清,董正宏.  软件. 2014(03)
[6]国外空间站应用任务规划综述[J]. 王俊,朱忠奎,郭文瑾.  卫星应用. 2012(03)

博士论文
[1]空间站在轨任务规划问题建模与求解方法研究[D]. 卜慧蛟.国防科学技术大学 2016
[2]基于HLA的空间环境要素建模与仿真技术研究[D]. 王鹏.解放军信息工程大学 2006

硕士论文
[1]空间站运营在轨任务重规划方法研究[D]. 牟帅.国防科技大学 2017
[2]空间站运营总体任务规划技术研究[D]. 林鲲鹏.国防科学技术大学 2010
[3]基于HLA的有效载荷任务仿真系统设计[D]. 罗晓艳.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2008



本文编号：3524475