[发明专利]一种航天器模拟发射系统

说明书

本发明涉及航天器技术领域，具体公开了一种航天器模拟发射系统，包括：地面指挥子系统，设立指挥员、飞控员和遥测员，三者相互配合完成控制和监测；地面操作子系统，设置加电/复位、一分钟准备、点火起飞、场景加速、遥控指令五个岗位执行指令；航天器模拟发射软件子系统包括火箭和航天器仿真模型、运动轨迹、关键节点动作等仿真模块，局域网将三个指挥员和五个操作员集合到当次的模拟发射流程中，不同岗位配置相应操作设备和操作人员，协同工作，完成对航天器模拟发射软件子系统的操作，随着指令的变化，火箭及航天器仿真模型和仿真轨迹发生变化，实现航天器发射过程的三维可视化及动作对应的音效输出。

技术领域

本发明属于航天器技术领域，特别涉及一种航天器模拟发射系统，涉及航天器发射全生命周期的控制、监测和可视化演示方法、系统。

背景技术

随着中国北斗三号全球卫星导航系统的建成及月球土壤的取回，中国航空航天技术的蓬勃发展再次引发了人们的热议。很多民众一直关注着中国航天事业的发展，对航空空调技术有着强烈的好奇心。国家对航天技术的宣传和科普也非常重视，但航天器的发射资料仅有网上公布的视频或者理论介绍，虽然这些材料比较详细地介绍了航天发射过程，但这些形式只是让人处于旁观者的立场，没有沉浸式的航天器发射操作体验环境，缺乏参与感。同时，航天器的发射场地具有保密性，一般民众不允许进入。

公开号CN108595771A的专利申请公开了一种航天器设备现场模拟分析方法，主要利用三维软件导入航天器设备模型，并在航天器视场模拟摄像机模型及各摄像机视场角范围，从而建立航天器设备现场模拟分析模型，用于对航天器设备视场被遮挡区域和被遮挡率的快速分析与计算。该申请主要对航天器设备视角是否有遮挡进行计算、分析，不涉及对航天器的控制，并且不涉及航天器运行过程的可视化。

公开号为CN108550294A的专利申请公开了一种模拟星球登陆的教学方法、装置、电子设备以及存储介质，使用户在模拟的太空微重力环境下进行太空体验，同时，通过模拟星球登陆的过程，使用户学习太空教学方面的课程，让用户掌握航天器模拟地球至待登陆星球登陆整个过程中各个技术要点，对登陆过程、航天器特性进行比较全面的学习。该申请内容主要用于教学，侧重对单人操作的评估，不涉及航天器发射过程中的团队整体操作，并且不涉及对航天器发射过程的整体监测。

综合来说，目前航天器发射的介绍多为录制的视频资料或理论介绍的图文资料，学习者缺乏操作和参与感；现有的与航天器发射相关的软件系统或设备侧重于对航天器特性的分析，或通过软件模拟航天器的登录过程，对用户的模拟操作状态进行评分，并且这些均为单机版，缺乏对航天器从点火至进入预定轨道全生命周期的地面控制系统的介绍，以及航天器发射飞行过程的可视化，不涉及地面控制、监测人员的操作，不便于全面地、沉浸式地了解、体验航天器从点火至进入预定轨道的整个过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚实结合的分布式航天器模拟发射系统，便于模拟发射全流程，允许操作人员从不同角度观察，同时结合局域网合作、可视化和音效实现沉浸式体验。

为实现上述目的，本发明提供了一种航天器模拟发射系统，包括：地面指挥子系统，设立01号指挥员、02号飞控员和03号遥测员这三个岗位，允许三个操作人员相互配合完成整个系统的控制和监测；地面操作子系统，设置加电/复位、一分钟准备、点火起飞、场景加速、遥控指令五个操作岗位，听从01号指挥员、02号飞控员和03号遥测员下达的指令；航天器模拟发射软件子系统，包括仿真模型、运动轨迹、关键节点动作、遥控指令等仿真模块，对火箭和航天器（尤其是北斗卫星导航系统中的卫星）的模型、运动轨迹、运行过程中的关键节点动作、遥控指令等进行仿真，模拟真实航天器的发射过程，仿真模型在地面操作子系统的控制下完成相应动作；可视化及音效控制子系统，连接大屏幕显示器和音响，对仿真模型及其运动进行三维可视化和相应的音效输出，并对上述八个操作人员之间的交互式应答进行音效控制。