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物聯(lián)網(wǎng)進軍航天智慧 數(shù)字技術(shù)仿真北斗衛(wèi)星發(fā)射

圖撲-數(shù)字孿生 ? 來源:Hightopo ? 作者:Hightopo ? 2020-09-25 11:46 ? 次閱讀
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前言

北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星于2020年6月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空,發(fā)射成功。

北斗為各行各業(yè)應(yīng)用北斗的信心倍增,全面布局北斗產(chǎn)業(yè)。比如與交通運輸、農(nóng)林牧漁、電力能源、減災(zāi)救災(zāi)、金融通信等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)融合不斷深化。

數(shù)字孿生模擬衛(wèi)星發(fā)射界面預(yù)覽

HT for Web 自主研發(fā)了強大的基于 HTML5 的 2D、3D 渲染引擎,為可視化提供了豐富的展示效果。在 2D 組態(tài) 和 3D 組態(tài) 上,Hightopo(以下簡稱 HT )的 HT for Web 產(chǎn)品有著豐富的組態(tài)可供選擇,本文將介紹運用 HT 豐富的 2D/3D 組態(tài) 搭建出的一個 北斗三號衛(wèi)星成功發(fā)射的可視化系統(tǒng)案例 。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),是一個全天候、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)主要為交通運輸、氣象、石油、海洋、森林防火、災(zāi)害預(yù)報、通信、海上作業(yè)、物流管理等行業(yè)提供高效的導(dǎo)航定位服務(wù),應(yīng)用前景十分廣闊。

數(shù)字孿生的構(gòu)建是智能化管理服務(wù)的重大顛覆性創(chuàng)新,所有事物都在數(shù)字世界有虛擬映像,信息可見,軌跡可循,狀態(tài)可查,虛實同步運轉(zhuǎn),情景交融,過去可追溯,未來可預(yù)期,當(dāng)下知冷暖,見微知著,睹始知終,整個發(fā)射軌跡盡在掌握。

采用數(shù)字孿生技術(shù),通過對運行數(shù)據(jù)進行連續(xù)采集和智能分析,可以預(yù)測維護工作的最佳時間點。

模擬火箭升空

中心的是 3D 場景,兩側(cè)數(shù)據(jù)是由 2D 面板組成,可 360 度旋轉(zhuǎn)、平移和縮放場景。數(shù)據(jù)面板展示了火箭以及衛(wèi)星的一些相關(guān)模擬信息。

通過可視化大屏從全版圖、指定區(qū)域再到指定的關(guān)鍵設(shè)備,全面、集中、動態(tài)地展示了北斗三號衛(wèi)星和火箭升空的監(jiān)控管理、路線管理、運行數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)等智能化管控。做到全方位、全周期的監(jiān)控“數(shù)字孿生體”的運營狀態(tài),為航天工程的運營運維、風(fēng)險排查提供精準(zhǔn)、實時的信息數(shù)據(jù)。

5個步驟展示火箭升空過程

穩(wěn)定器點火和發(fā)射部署

助推器點火,加速、分離

二級火箭點火,釋放推力

整流罩被剝離,二級火箭分離

剝離衛(wèi)星進入軌道,開始運行

模擬衛(wèi)星繞軌飛行

上述時間軸的五個時間可以通過點擊時間節(jié)點進行單獨播放對應(yīng)過程,如下圖:

模擬飛行第三過程

火箭的作用是把載荷運送到一定高度,那燃料的作用則是提供能量。所以燃料才是關(guān)鍵,火箭是一個燒燃料的工具,點燃燃料,將燃料燃燒生成的各種廢氣往后推達到助力作用,自己才能前進。下圖是模擬查詢?nèi)剂鲜S嗔繑?shù)據(jù)面板。

模擬燃料剩余量數(shù)據(jù)

列表記錄是過程狀態(tài)和過程結(jié)果的文件,記載生產(chǎn)與質(zhì)量管理過程中的每一步操作。是質(zhì)量管理體系文件的一個重要組成部分,根據(jù)記錄的上述特性,記錄在組織的質(zhì)量管理體系中發(fā)揮著重要的作用。記錄的主要目的是保證生產(chǎn)過程的可追溯性。

記錄作為基礎(chǔ)性和依據(jù)性文件,盡可能全面地反映產(chǎn)品質(zhì)量形成的過程和結(jié)果以及質(zhì)量管理體系的運行狀態(tài)和結(jié)果。航天發(fā)射也是一樣需要進行記錄過程事件,如下是衛(wèi)星升空過程中不同階段,點擊【Show】可以展示某一時間點的場景界面。

模擬某一時間點的場景界面

實現(xiàn)價值

通過衛(wèi)星導(dǎo)航專項的集智攻關(guān),伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品的嵌入式、融合性應(yīng)用逐步加強,產(chǎn)生了顯著的融合效益。民用高精度定位和導(dǎo)航服務(wù),這是北斗業(yè)務(wù)的核心。

許多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)播種、撒藥、收獲、放牧等方式,也需要北斗提供的精準(zhǔn)位置。這么多年來,重力場、磁場、板塊運動、自轉(zhuǎn)、地球質(zhì)心、海洋潮汐、冰川、極地、大氣科學(xué)等多種地球科學(xué)的研究均達到了前所未有的高度,北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等功不可沒。

總結(jié)

綜上,推動衛(wèi)星導(dǎo)航和新興技術(shù)的融合,比如5G、移動通信、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等一定會帶來新的更多的模式、業(yè)態(tài)和經(jīng)濟增長點。可以說,北斗前途限于人的想象。今天的北斗導(dǎo)航系統(tǒng),已經(jīng)快步走進新時代。

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