[发明专利]一种基于异形屏的航天任务演示装置

说明书

本发明公开了一种基于异形屏的航天任务演示装置，属于航天任务模拟技术领域。该航天任务演示装置包括基于异形屏的中心天体模拟系统，姿轨模拟系统，任务调度系统；该装置具有数据交换和处理功能、任务调度功能、星下点演示功能、星载相机成像演示功能和星地通信任务演示功能。本发明首次采用异形屏技术设计航天任务演示装置，不仅能模拟中心天体的形状和外貌，而且能通过改变显示内容模拟航天任务的执行环境，更直观地演示航天器在轨任务执行场景，使得姿态、轨道和传感器数据在内的仿真数据更直观，可用于科学研究和教学。

技术领域

本发明涉及一种基于异形屏的航天任务演示装置，属于航天任务模拟技术领域。

背景技术

航天器发射后，不仅预设轨道难以更改，而且星载敏感器难以替换，一旦预设轨道适用性不理想或星载敏感器不满足任务要求，将影响航天任务执行效果。因此，对航天任务进行地面仿真和演示尤为重要。此外，在地面对航天任务进行演示，不仅能够服务于科研，而且能用于教学演示，更直观地展示航天任务的执行过程。

针对地面航天任务演示装置，部分研究者针对仿真环境进行设计。王利河设计了一种航天演示系统，通过利用电磁件的磁性使得航天任务演示模拟器能够悬浮起来，从而模拟太空中的飞行效果(公开号：CN201810136455.4)。哈尔滨工业大学基于磁悬浮技术设计了一种航天器十二自由度全物理模拟装置，通过气浮技术模拟太空微干扰力矩环境(公开号：CN201611038085.8)。此外，哈尔滨工业大学还设计了一种基于增强现实的航天器地面模拟仿真方法，采用分布式地面全物理模拟系统并采用AR（增强现实）设备展示航天器的运行场景，数据准确性更好(公开号：CN201611037572.2)。

此外，有研究者针对航天器轨道或姿态模拟设计演示装置。中国科学院上海光学精密机械研究所设计了一种卫星轨道模拟系统，基于万向转台模拟卫星轨道的俯仰角和方位角，主要用于模拟低轨、中轨和低轨的轨道(公开号：CN200410016349.0)。上海卫星工程研究所一种变速率卫星轨道模拟装置，基于三轴气浮台能够模拟低轨、中轨、大椭圆轨道和地球静止卫星轨道(公开号：CN201611030980.5)。内蒙古自治区包头市第二十中学设计了一种天体轨道演示仪，基于在地面创造的万有引力场的完井，对天体或卫星的轨道进行演示(公开号：CN87208544)。南京航空航天大学设计了一种地球卫星轨道演示装置，基于电机和传动皮带模拟卫星轨道，但该装置仅限于模拟地球卫星的轨道，不能同时实现姿态模拟以及卫星与中心天体的实时互动(公开号：CN108766177A)。南京南大天尊电子有限公司设计了一种月球探测卫星轨道演示模型，由光纤和LED灯模拟求探测卫星从地球到月球的轨道路径和运行过程(公开号：CN205230473U)。西北工业大学设计了一种航天器姿态地面等效模拟方法，采用喷水口模拟航天器表面均布的太阳光压力，并对喷水速度和航天器姿态进行实时反馈(公开号：CN201810163174.8)。北京空间机电研究所设计了一种月面起飞初始姿态模拟装置，能够模拟一定角度范围内的月面起飞姿态角(公开号：CN201810579332.8)。北京控制工程研究所设计了一种两级姿态控制模拟系统，用于演示航天超高精度指向、超高稳定度控制和超敏捷技术(公开号：CN201810714038.3)。

此外，还有研究者对针对具体的航天任务设计演示装置。南京航空航天大学设计了一种航天器交会对接地面演示验证系统，采用Kinect（动力学）传感器采集机动航天器模型和目标航天器模型的图像信息等，实现航天器交会对接地面演示(公开号：CN201410001864.5)。上海宇航系统工程研究所设计了一种十二自由度的航天器对接性能试验模拟装置，具有两平面平动自由度(公开号：CN201710826967.9)。中国人民解放军科学技术大学设计了一种航天器结构模拟系统，基于多功能结构单元和地面设备等构造模拟卫星，可实现多功能结构单元的演示与验证(公开号：CN201710220847.4)。