(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210880876.4 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 数字太空 （北京） 智能技 术研究院有 限公司 地址 100089 北京市海淀区上地信息路26 号01层01 12-26室 (72)发明人 张江峰　王世金　徐颖　王月　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 刘明华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法 (57)摘要 本申请涉及一种空间碎片碰撞预警仿真平 台及仿真方法， 空间碎片碰撞预警仿真平台包括 算法封装模块， 用于将仿真算法封装成独立的功 能模块； 数字孪生模块， 用于对功能模块中的仿 真算法进行数字孪生仿真计算， 输出仿真数据； 数据比较模块， 用于对每个功能模块对应的仿真 数据进行比较； 可视化模块， 用于在每种功能模 块中的仿真算法进行仿真计算时， 对空间碎片接 近过程进行可视化呈现， 以及， 对每个功能模块 对应的仿真数据的比较结果进行展示。 本申请可 同时对多个仿真算法进行仿真计算， 实现算法精 度对比， 加深知 识掌握程度， 并且， 学员通过教员 可视化模块可观 看到软件演示整个流程， 提升对 空间碎片碰撞知识相关概念的认 识。 权利要求书1页 说明书8页 附图4页 CN 114936478 A 2022.08.23 CN 114936478 A 1.一种空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 包括： 算法封装 模块， 用于将仿真算法封装成独立的功能模块； 数字孪生模块， 用于对功能模块中的仿真算法进行 数字孪生仿真计算， 输出仿真数据； 数据比较模块， 用于对每 个功能模块对应的仿真数据进行比较； 可视化模块， 用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时， 对空间碎片接近过 程进行可视化呈现， 以及， 对每 个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。 2.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 算法自定义模块， 用于 接收用户自定义的仿真算法； 所述算法封装 模块还用于对所述用户自定义的仿真算法进行封装。 3.根据权利要求1或2所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 算法约束模块， 用于对算法设计信息进行约束， 所述算法设计信息包括算法存储在固 定位置、 算法输入内容、 算法输入内容文件名称及格式、 算法输入文件存储位置、 算法输出 内容、 算法输出内容格式和算法输出文件 存储位置中的至少一种。 4.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 视角切换模块， 用于对多种视角进行切换， 所述多种视角包括航天器视角、 碎片视角和 缺省视角。 5.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 数据库搭建模块， 用于获取空间目标 数据， 并根据所述空间目标 数据建立数据库； 数字孪生模块还用于将空间目标 数据和仿真算法进行融合， 得到 仿真数据。 6.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 字幕提示模块， 用于在空间碎片接近过程可视化呈现时， 在呈现界面中插入说明信息 及注释信息 。 7.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 场景控制模块， 用于对场景信息进行控制， 所述场景信 息包括场景状态、 场景推演速度 和场景跳转中的至少一种。 8.根据权利要求1所述的空间碎片碰撞预警仿真平台， 其特 征在于， 还 包括： 系统设置模块， 用于对二维或三维场景参数以及目标对象进行设置， 所述二维或三维 场景参数包括坐标系、 大气层显影和晨昏线显影中的至少一种； 所述 目标对象包括航天器 管理、 空间碎片的管理、 人造碎片管理和地 面站中的至少一种。 9.一种空间碎片碰撞预警仿真方法， 其特 征在于， 包括： 将仿真算法封装成独立的功能模块； 对功能模块中的仿真算法进行 数字孪生仿真计算， 输出仿真数据； 对每个功能模块对应的仿真数据进行比较； 在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时， 对空间碎片接近过程进行可视化呈 现， 以及， 对每 个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114936478 A 2空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方 法 技术领域 [0001]本申请属于空间碎片碰撞仿真处理技术领域， 具体涉及 一种空间碎片碰撞预警仿 真平台及仿真方法。 背景技术 [0002]空间碎片包括完成任务的火箭箭体、 卫星本体、 火箭的喷射物、 在执行航天任务过 程中的抛弃物、 空间物体碰撞产生的碎块等， 是 空间环境的主要污染源。 空间碎片是航 天器 和卫星的“天敌”， 即使轻微碰撞， 也会造成重大损坏。 为保证航天器和卫星的正常运行， 需 实时分析目标可能被碎片 碰撞的概率并进 行碰撞预警。 为了使航 天专业院校学员和从事相 关行业人员在岗前培训中理解和运用空间碎片知识， 通常采用空间碎片碰撞预警教学平台 进行可视化教学， 但传统空间碎片碰撞预警教学平台每次运行只能模拟一种仿真算法， 在 学员进行多种算法推算时， 需多次更改实验参数， 重新进行模拟计算， 降低学习效率， 由于 每次只能导入一种仿真算法， 传统空间碎片碰撞预警教学平台不能对多种仿真算法进 行比 较， 不能满足平台使用者的需求； 并且， 传统空间碎片 碰撞预警教学平台没有将空间碎片 接 近过程推演展示， 不利于学员加深对空间碎片碰撞相关知识的理解。 发明内容 [0003]为至少在一定程度上克服传统空间碎片碰撞预警教学平台每次运行只能模拟一 种仿真算法， 降低平台使用者的学习效率， 不能对多种仿 真算法进 行比较， 不能满足平台使 用者的需求， 以及， 没有将空间碎片 接近过程推演展示， 不利于学员加深对空间碎片 碰撞相 关知识的理解的问题， 本申请提供一种空间碎片碰撞预警仿真平台及仿真方法。 [0004]第一方面， 本申请提供一种空间碎片碰撞预警仿真平台， 包括： 算法封装 模块， 用于将仿真算法封装成独立的功能模块； 数字孪生模块， 用于对功能模块中的仿真算法进行数字孪生仿真计算， 输出仿真 数据； 数据比较模块， 用于对每 个功能模块对应的仿真数据进行比较； 可视化模块， 用于在每种功能模块中的仿真算法进行仿真计算时， 对空间碎片接 近过程进行 可视化呈现， 以及， 对每 个功能模块对应的仿真数据的比较结果进行展示。 [0005]进一步的， 还包括： 算法自定义模块， 用于 接收用户自定义的仿真算法； 所述算法封装 模块还用于对所述用户自定义的仿真算法进行封装。 [0006]进一步的， 还包括： 算法约束模块， 用于对算法设计信息进行约束， 所述算法设计信息包括算法存储 在固定位置、 算法输入内容、 算法输入内容文件名称及格式、 算法输入文件存储位置、 算法 输出内容、 算法输出内容格式和算法输出文件 存储位置中的至少一种。 [0007]进一步的， 还包括：说　明　书 1/8 页 3 CN 114936478 A 3