空间目标天基监视分布式仿真系统设计

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.18-0467

系统仿真学报 ›› 2020, Vol. 32 ›› Issue (4): 620-626.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.18-0467

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空间目标天基监视分布式仿真系统设计

张扬^1,2, 甘庆波¹, 袁洪¹, 傅江良^1,2, 孙成明¹

1. 中国科学院光电研究院,北京 100094;
2. 中国科学院大学,北京 100049

收稿日期:2018-07-07 修回日期:2018-10-08 出版日期:2020-04-18 发布日期:2020-04-16
作者简介:张扬(1986-),河北,博士生,工程师,研究方向为系统仿真;甘庆波(1983-),江西,博士,副研究员,研究方向为天体力学。
基金资助:
国家自然科学基金(11303029),中国科学院光电研究院创新项目(Y70B14A18Y)

Design of Space-Based Surveillance Distributed Simulation System for Space Targets

Zhang Yang^1,2, Gan Qingbo¹, Yuan Hong¹, Fu Jiangliang^1,2, Sun Chengming¹

1. Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China.
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2018-07-07 Revised:2018-10-08 Online:2020-04-18 Published:2020-04-16

摘要/Abstract

摘要： 以HLA在航天系统仿真领域的广泛应用为背景,设计了基于HLA的空间目标天基监视分布式仿真系统。在系统架构层面,设计数据层、模型层、任务层的分层结构。在系统设计方面,设计仿真控制成员、天基监视成员、光学载荷成员、空间目标成员和视景仿真成员,建立天基监视系统中的轨道动力学及机动模型、姿态动力学与控制模型、载荷指向及目标成像模型。在系统实现方面,基于RTI进行系统集成。应用Vega Prime和OpenGL实现天基监视视景仿真和光学成像仿真,完成空间目标天基监视任务的仿真验证。

关键词: 空间目标, 天基监视, HLA, 视景仿真, RTI

Abstract: Following the wide application of the HLA in the aerospace system simulation, the space-based surveillance distributed simulation system for the space targets based on the HLA is designed. In the infrastructure design level, the hierarchical structure including data layer, model layer and mission layer are designed. In the system design level, the simulation control members, space-based surveillance member, space target member, optical payload member, and visual simulation member are divided and confirmed. The orbit dynamics and maneuvering model, attitude dynamics and control model, payload pointing and optical imaging model are established. In system implement level, the distributed system is integrated based on the RTI. The space-based surveillance visual simulation and optical imaging simulation are realized by using the Vega Prime and OpenGL. The space-based surveillance for the space targets is simulated and verified finally.

Key words: space targets, space-based surveillance, HLA, visual simulation, RTI

中图分类号:

TP391

张扬, 甘庆波, 袁洪, 傅江良, 孙成明. 空间目标天基监视分布式仿真系统设计[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(4): 620-626.

Zhang Yang, Gan Qingbo, Yuan Hong, Fu Jiangliang, Sun Chengming. Design of Space-Based Surveillance Distributed Simulation System for Space Targets[J]. Journal of System Simulation, 2020, 32(4): 620-626.

参考文献 15

[1]	郭晓峰. 基于SOA和HLA的分布式仿真关键技术研究[D]. 郑州: 解放军信息工程大学, 2011: 2-20.Guo Xiaofeng.Research on Key Technologies of Distributed Simulation Based on SOA and HLA[D]. Zhengzhou: PLA Information Engineering University, 2011: 2-20.
[2]	张利强, 郑昌文, 胡晓惠, 等. 一种基于HLA的卫星仿真系统的设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2009, 21(20): 6487-6491, 6497.Zhang Liqiang, Zheng Changwen, Hu Xiaohui, et al.Design and Implement of Satellite Simulation System Based on High Level Architecture[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(20): 6487-6491, 6497.
[3]	丁久辉, 郭百巍. 基于HLA的卫星指向控制仿真系统的设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2011, 23(8): 1747-1749.Ding Jiuhui, Guo Baiwei.Design and Implementation of HLA-based Satellite Pointing Control Simulation System[J]. Journal of System Simulation, 2011, 23(8): 1747-1749.
[4]	周彦, 戴剑伟. HLA 仿真程序设计[M]. 北京: 电子工业出版社, 2002: 35-73.Zhou Yan, Dai Jianwei.HLA simulation program design [M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2002: 35-73.
[5]	章仁为. 卫星轨道姿态动力学与控制[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1998: 95-132.Zhang Renwei.Satellite orbit attitude dynamics and control [M]. Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press, 1998: 95-132.
[6]	Möller B, Dahlin C, Karlsson M. Developing Web Centric.Federates and Federations using the HLA Evolved Web Services API[C]. Proceedings of 2007 Spring Simulation Interoperability Workshop, 2007.
[7]	李伯虎, 柴旭东, 侯宝存, 等. 一种基于云计算理念的网络化建模与仿真平台—“云仿真”[J]. 系统仿真学报, 2009, 21(17): 5292-5299.Li Bohu, Chai Xudong, Hou Baocun, et al.Networked Modeling & Simulation Platform Based on Concept of Cloud Computing—Cloud Simulation Platform[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(17): 5292-5299.
[8]	Bate R R.航天动力学基础[M]. 吴鹤鸣, 李肇杰译. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1990.Bate R R.Fundamentals of aerospace dynamics[M]. Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press,1990.
[9]	王长波, 王章野, 缪永伟, 等. 卫星与深空动态场景实时仿真系统[J]. 宇航学报, 2005, 26(增1): 135-140.Wang Changbo, Wang Zhangye, Miao Yong-wei, et al.Real-time Simulation System of Satellite and Outer Space Scene[J]. Journal of Astronautics, 2005, 26(S1): 135-140.
[10]	许兴星. 空间目标星载可见光相机成像仿真[D]. 上海: 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所). 2017: 43-75.Xu Xingxing.Space Target Spaceborne Visible Light Camera Imaging Simulation[D]. Shanghai: Shanghai Institute of Technical Physics, University of Chinese Academy, 2017: 43-75.
[11]	董楸煌, 陈力. 空间机械臂捕获目标过程的自适应控制仿真[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(12): 2969-2973.Dong Qiuhuang, Chen Li.Adaptive Control Simulation of Space Manipulator Capturing Target[J]. Journal of System Simulation, 2014, 26(12): 2969-2973.
[12]	周平, 苏银科, 沈超. 基于DDS的分布式数字仿真系统设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(8): 1678-1683.Zhou Ping, Su Yinke, Shen Chao.Design and Implementation of Distributed Simulation System Based on DDS[J]. Journal of System Simulation, 2014, 26(8): 1678-1683.
[13]	孙福煜, 王华, 周晚萌. 载人交会对接任务分布式仿真集成管理平台研究[J]. 系统仿真学报, 2014, 26(10): 2330-2334.Sun Fuyu, Wang Hua, Zhou Wanmeng.Analysis of Distributed System Simulation Platform for Rendezvous and Docking Mission of Manned Space Flight[J]. Journal of System Simulation, 2014, 26(10): 2330-2334.
[14]	马忠彧, 马宏锋, 彭美平. 基于HLA的多平台分布式仿真系统设计与实现[J]. 兰州工业学院学报, 2016, 23(4): 52-56.Ma Zhongyu, Ma Hongfeng, Peng Meiping.Design and Implementation of Multi-platform Distributed Simulation System Based on HLA[J]. Journal of Lanzhou Institute of Technology, 2016, 23(4): 52-56.
[15]	尹丽丽, 寇力, 范文慧. 基于多Agent的装备保障体系分布式建模与仿真方法[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(12): 3185-3192.Yin Lili, Kou Li, Fan Wenhui.Distributed Modeling and Simulation Method of Equipment Support System Based on Multi Agent[J]. Journal of System Simulation, 2017, 29(12): 3185-3192.

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[1]	张翠翠, 周国祥, 俞磊, 石雷, 王青青. 基于MVC的试卷生成及主观题判卷算法研究[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(1): 105-112.
[2]	薛江, 李军锋, 王鹏, 熊山, 冯伟夏. 无人机巡线考评仿真系统设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(9): 1852-1859.
[3]	田传艳, 胡军照, 刘继奎, 杨黔龙. 一种低成本的半实物飞行仿真系统[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(6): 1123-1127.
[4]	李星, 傅妍芳, 王亮, 陆承涛. 基于射线检测的动态碰撞优化算法[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(11): 2393-2401.
[5]	柯鹏, 徐成林, 柳松杨, 李鸣皋, 赵鑫. 舰载机起降过程中飞行员响应的视景仿真[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(1): 59-64.
[6]	郭金良, 张阳, 李晓燕, 薛原. 雷达电子战视景仿真参数化建模研究[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(7): 2576-2582.
[7]	杨坤, 葛祥雨, 鞠鹏飞, 白杰. 基于视景仿真的飞行员探测跑道入侵的绩效评估[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(5): 1967-1973.
[8]	林浩申, 杨晓君, 何兵. 空间目标模糊平方根容积卡尔曼滤波定位算法[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(4): 1361-1368.
[9]	张艳国, 李擎. 基于惯性测量单元的激光雷达点云融合方法[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(11): 4334-4339.
[10]	王远明, 卢宽, 贾倩, 胡广清. 基于Unigine的舰载航空视景仿真技术研究[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(9): 2087-2092.
[11]	韩亮, 公璇, 王江云, 杜阳华. 跳伞模拟器人机交互可视化功能研究[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(8): 1747-1752.
[12]	王剑, 黄洋. 基于HAS的分布式供应链仿真建模方法研究[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(7): 1387-1396.
[13]	刘胤田, 王小东, 王再奎. 基于HLA的气象服务邦员设计与实现[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(7): 1582-1588.
[14]	施群山, 蓝朝桢, 梁静, 卢万杰, 王栋. 空间目标多尺度表达模型及方法[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(9): 2235-2245.
[15]	齐俊桐, 刘金达, 尚红, 杨丽英, 梅森, 韩建达. 自研软翼无人机自主飞行控制与仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(12): 2988-2997.