[发明专利]一种面向临机空间飞行器的仿真系统

说明书

本发明公开了一种面向临机空间飞行器的仿真系统，包括：仿真计算模块、可视化展示模块、数据查询模块和仿真结果评估模块；其中，所述仿真计算模块，用于根据飞行器3D模型，获取气动数据、飞行器自身属性数据、输入飞行条件数据，进行飞行器轨迹的计算、飞行器表面流场的计算、等离子体鞘套下天线辐射特性的计算。该系统采用了低耦合的组织架构，仿真软件不需要太多修改即可集成到该系统中，保证了良好的扩展性和可维护性。通过设计合理的任务调度算法及可靠的数据管理策略，可以最大程度地提高分布式仿真计算的效能、降低仿真数据的冗余。

技术领域

本发明涉及飞行器仿真技术领域，特别涉及一种面向临机空间飞行器的仿真系统。

背景技术

围绕模拟飞行器由许多的仿真支撑平台、数学模型、人感系统和人机界面等构成，飞行器的模拟仿真是一个典型的多学科技术密集型大系统工程。

临近空间是伴随科学技术的发展在现代战争中开辟出来的一块新战场，是陆、海、空、天、电、网多维一体化战场的重要组成部分，是国家安全体系中的一个重要环节，近年来受到世界各国高度重视。运行在太空范围内的卫星易受干扰、成本高、部署周期长、损失后不易补充，而运行在航空范围的飞行器易受打击、生存能力差、损失后不易恢复。临近空间凭借其独特的环境和物理优势，在临近空间飞行器加入陆、海、空、天、电子与网络空间信息网络后，将在未来空天一体联合作战中扮演至关重要的角色。

临近空间通常指距地面20~100km的空域，介于飞行器最高飞行高度与空间轨道飞行器最低飞行高度之间，临近空间飞行器是指在临近空间区域内飞行并完成攻击、侦察、通信、预警、导航及作战等任务的飞行器，有飞艇、气球、高空长航时无人机、远距离滑翔式遥控飞行器、高超声速飞行器等多种形式。

目前，临近空间的相关仿真软件较多，但碎片化严重，因此，为了研究临近空间飞行器的特性，需要一种灵活的，扩展性强的仿真系统。

发明内容

鉴于上述问题，提供一种至少部分解决上述技术问题的面向临机空间飞行器的仿真系统，具有良好的扩展性和可维护性，可以最大程度地提高分布式仿真计算的效能、降低仿真数据的冗余。

本发明实施例提供一种面向临机空间飞行器的仿真系统，包括：仿真计算模块、可视化展示模块、数据查询模块和仿真结果评估模块；

所述仿真计算模块，用于根据飞行器3D模型，获取气动数据、飞行器自身属性数据、输入飞行条件数据，进行飞行器轨迹的计算、飞行器表面流场的计算、等离子体鞘套下天线辐射特性的计算；

所述可视化展示模块，根据所述仿真计算模块的计算结果、基于OpenGL

函数库对应展示飞行器在预设场景下飞行位置和飞行姿态发生变化时的三维动态变化；所述预设场景包括：近空间场景和太空场景；所述飞行姿态包括：飞行器起飞、匀速飞行、变速飞行、飞行器降落；

所述数据查询模块，用于根据输入的查询关键字，在数据库中遍历查找所述关键字所对应的轨迹任务、流场任务和天线任务仿真数据的查询；

所述仿真结果评估模块，用于单流场仿真结果评估、多流场仿真结果评估、单天线仿真结果评估、多天线仿真结果评估和天线安装窗口评估。

进一步地，所述仿真计算模块包括：任务队列子模块、任务控制子模块和算法封装子模块；

所述任务队列子模块，根据仿真任务由总控制端以任务消息队列的形式提交到软总线，转发到任务控制子模块；

所述任务控制子模块，用于根据仿真任务重要程度来区分任务的计算优先级；

所述算法封装子模块，用于封装轨迹、流场、天线的计算公式，并根据仿真任务选择对应的计算公式。

进一步地，所述可视化展示模块，包括模拟飞行器子模块和三维场景子模块；