支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统的制作方法

本发明涉及一种支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，属于仿真。

背景技术：

1、目前，面对复杂的工程级单星数字卫星、交战级星座系统，在当前不同数字卫星层出不穷的模型开发和集成规范的背景下，通常基于通过数据分发服务dds(数据分发服务dds是有omg组织颁布的一个面向以数据为中心的连接的中间件协议和api标准)来解决单机数字模型、物理模型等异构数据互联的仿真需求。

2、当前现有的异构虚实数据互联解决方案往往只从数据层对异构虚实数据互联的数字卫星进行了数据上的同步。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，实现将数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型进行协同运行、数据交互，快速高效形成虚实结合的数字卫星系统，同时能够对异构模型间协同运行进行统一控制。

2、本发明解决技术的方案是：

3、支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，包括：异构系统管理模块、仿真控制模块、时间管理模块和仿真数据管理模块，

4、异构系统管理模块，接收时间管理模块发送的当前时间信息并进行存储；接收上层仿真业务层的仿真停止信息并发送给仿真控制模块；

5、仿真控制模块，接收时间管理模块发送的初始时间信息，并周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型和物理卫星仿真模型中；接收数字卫星仿真模型反馈的工作状态信息确定完成情况；接收异构系统管理模块发送的仿真停止信息，并将仿真停止信息发送给仿真数据管理模块；

6、时间管理模块，将初始时间信息发送给仿真控制模块；将当前时间信息同步到数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型与异构系统管理模块中；

7、仿真数据管理模块，接收数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型发送的确定卫星的轨道、姿态及载荷的工作状态信息；对工作状态信息进行解析，确定接收端的目的地址，并将工作状态信息发送至接收端的目的地址，控制不同数字卫星仿真模型与不同物理卫星仿真模型之间的数据交互；仿真数据管理模块接收仿真控制模块发送的仿真停止信息，停止数字卫星仿真模型与物理卫星仿真模型之间进行数据交互。

8、进一步的，仿真控制模块周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型中时，传输协议为tcp/ip，数据层协议为protobuf，数据格式为xml/json。

9、进一步的，数字卫星仿真模型包括配置接口和数据接口，配置接口用于接收配置参数，完成初始化；数据接口用于与物理卫星仿真模型之间进行数据交互。

10、进一步的，配置接口包括配置输入接口和配置输出接口，配置输入接口用于接收预设格式的配置参数；配置输出接口用于输出预设格式的模型配置数据。

11、进一步的，配置输入接口和所述配置输出接口传输的均为protobuf格式的数据流。

12、支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理方法，包括：

13、将异构系统信息添加至异构系统管理模块中，并进行存储；

14、建立数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型与异构系统管理模块、时间管理模块之间网络通信；

15、时间管理模块将当前时间信息同步到数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型与异构系统管理模块中；

16、时间管理模块将初始时间信息发送给仿真控制模块，仿真控制模块周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型和物理卫星仿真模型中；物理卫星仿真模型收到初始时间信息后，与预设的初始时间进行比对，如果达到预设时间，则开始运行仿真，确定卫星的轨道、姿态及载荷的工作状态信息；否则，直至等到推送的初始时间信息达到预设时间为止；

17、数字卫星仿真模型收到时间信息后，确定卫星的轨道、姿态及载荷的工作状态信息，并将工作状态信息确定完成的情况反馈给仿真控制模块；

18、仿真控制模块收到数字卫星仿真模型工作状态信息确定完成后，在下一个周期继续向数字卫星仿真模型发送当前时间信息；

19、数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型将确定卫星的轨道、姿态及载荷的工作状态信息发送至仿真数据管理模块，仿真数据管理模块对工作状态信息进行解析，确定接收端的目的地址，将工作状态信息发送至接收端的目的地址，控制不同数字卫星仿真模型与不同物理卫星仿真模型之间的数据交互；

20、仿真数据管理模块接收仿真控制模块发送的仿真停止信息，仿真数据管理模块停止数字卫星仿真模型与物理卫星仿真模型之间进行数据交互，停止仿真。

21、本发明与现有技术相比的有益效果是：

22、(1)本发明用于数字卫星仿真模型与物理卫星仿真模型间异构数据互联，通过控制流数据结构协同驱动，实现数字模型物理模型实时交互协同运行；

23、(2)通过数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型虚实结合运行方式，首先保证数字卫星仿真模型接口、协议的正确性，提升数字模型置信度，其次通过联合物理卫星仿真模型保证了全系统的时序真实性，提升全系统的置信度；

24、(3)通过异构系统管理模块、仿真控制模块、时间管理模块和仿真数据管理模块贯通数字卫星仿真模型与物理卫星仿真模型，可通过数字卫星仿真模型低成本扩充节点，在构成星座系统方面节约经济成本。

25、图说明

26、图1为一个实施例中异构互连的数字卫星系统的结构示意图；

27、图2为一个实施例中中间件的结构示意图；

28、图3为一个实施例中中间件功能的流程示意图；

29、图4为另一个实施例中中间件与数字卫星之间交互的流程示意图；

30、图5为一个实施例中中间件的工作模式的流程示意图。

技术特征：

1.支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，包括：异构系统管理模块、仿真控制模块、时间管理模块和仿真数据管理模块，

2.根据权利要求1所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，仿真控制模块周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型中时，传输协议为tcp/ip，数据层协议为protobuf，数据格式为xml/json。

3.根据权利要求1所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，数字卫星仿真模型包括配置接口和数据接口，配置接口用于接收配置参数，完成初始化；数据接口用于与物理卫星仿真模型之间进行数据交互。

4.根据权利要求3所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，配置接口包括配置输入接口和配置输出接口，配置输入接口用于接收预设格式的配置参数；配置输出接口用于输出预设格式的模型配置数据。

5.根据权利要求4所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，配置输入接口和所述配置输出接口传输的均为protobuf格式的数据流。

6.支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，仿真控制模块周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型中时，传输协议为tcp/ip，数据层协议为protobuf，数据格式为xml/json。

8.根据权利要求6所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，数字卫星仿真模型包括配置接口和数据接口，配置接口用于接收配置参数，完成初始化；数据接口用于与物理卫星仿真模型之间进行数据交互。

9.根据权利要求8所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，配置接口包括配置输入接口和配置输出接口，配置输入接口用于接收预设格式的配置参数；配置输出接口用于输出预设格式的模型配置数据。

10.根据权利要求9所述的支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，其特征在于，配置输入接口和所述配置输出接口传输的均为protobuf格式的数据流。

技术总结
本发明涉及一种支撑数字结合物理卫星仿真模型异构互连的控制管理系统，包括：异构系统管理模块、仿真控制模块、时间管理模块和仿真数据管理模块，异构系统管理模块接收时间管理模块发送的当前时间信息并进行存储；接收上层仿真业务层的仿真停止信息并发送给仿真控制模块；仿真控制模块接收时间管理模块发送的初始时间信息，并周期式将初始时间信息推送至数字卫星仿真模型和物理卫星仿真模型中；接收数字卫星仿真模型反馈的工作状态信息确定完成情况；接收异构系统管理模块发送的仿真停止信息，并将仿真停止信息发送给仿真数据管理模块。本发明实现了将数字卫星仿真模型、物理卫星仿真模型进行协同运行、数据交互。

技术研发人员：李晋,于忠江,张巍,矫轲,孙赫婕,吴泽炎,吴萍萍,林鹏达
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8