CN110738426A - 一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统，其中方法包括：构建航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体以及碎片数字孪生体；当确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；根据目标碎片处理策略进行控制。本发明的技术方案通过对已知太空环境进行数字孪生模拟，对太空碎片的威胁进行评估，并在太空碎片对航天器具有威胁时，择优确定目标碎片处理策略并进行控制，减小甚至避免太空碎片对航天器的威胁，有利于提高航天器在太空中的安全性。

Description

一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统

技术领域

本发明涉及太空垃圾防护领域，特别涉及一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统。

背景技术

太空垃圾又称太空碎片或轨道碎片，是宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体，包括运载火箭和航天器在发射过程中产生的碎片与报废的卫星，航天器表面脱落的材料，航天器漏出的固体、液体材料，火箭和航天器爆炸、碰撞过程中产生的碎片等等。目前太空轨道上的航天器越来越多，呈现爆发性增长态势，如美国的铱星计划、一网计划均计划发射数千到数万颗低轨卫星，这势必导致太空垃圾显著增多，太空垃圾对航天器与航天员的威胁也将日益显著。

为防止太空碎片的威胁，世界各航天局通过多种方法对太空碎片进行监测，获得其大小、数量、重量及轨道数据等信息，用以评估威胁与避让。同时，科研人员也对航天器外部加装了防护罩，用以抵挡碎片伤害，或者可加装利用激光或洛伦兹力等方式监测以及防护碎片的装置，然而，由于航天器与太空碎片威胁的特殊性，几乎无法通过实物分析和试验的方法进行碰撞前后的风险评估。

因此，如何对太空碎片的威胁进行风险评估以及碰撞后对航天器产生的影响进行评估，提供一种有效的监测、评估以及响应手段，成为科研人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例要达到的技术目的是提供一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统，用以解决当前无法对太空碎片的威胁进行风险评估以及碰撞后对航天器产生的影响进行评估的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种太空碎片防护的数字孪生控制方法，包括：

根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

当根据航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体和碎片数字孪生体的空间位置关系，确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

根据目标碎片处理策略，发送控制信号至目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，目标航天器数字孪生体位于目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

优选地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，控制方法还包括：

获取目标航天器的当前运行数据和目标碎片的当前运行数据；

根据目标航天器的当前运行数据对第一运行数据进行更新，根据目标碎片的当前运行数据对第三运行数据进行更新。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，第一运行数据包括：航天器的种类、结构特征、第一轨道位置和碎片防护方式中的至少一项；

第二运行数据包括：碎片处理装置的第二轨道位置、碎片处理方式和工作范围中的至少一项；

第三运行数据包括：碎片的数量、材质、类型、外形特征和第三轨道位置中的至少一项。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，碎片处理策略包括：控制目标航天器数字孪生体进行的主动避让、激光防护、物理防护以及控制碎片处理装置数字孪生体进行的捕获、销毁或阻挡中的至少一项。

优选地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略的步骤包括：

根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，得到对目标航天器数字孪生体的影响程度以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

根据预设评分规则以及对目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据预设评分规则以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

根据第一评分和第二评分求和，得到每一种碎片处理策略的优先级评分；

根据优先级评分确定目标碎片处理策略。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，预设评分规则中设定有对目标航天器数字孪生体的能源消耗量、目标航天器数字孪生体的损坏程度、目标航天器的轨道偏离程度、是否启用目标碎片处理装置数字孪生体、目标碎片处理装置数字孪生体的能源消耗量以及目标碎片处理装置数字孪生体的损坏程度中的至少一项。

本发明的另一优选实施例还提供了一种太空碎片防护系统，包括：

模型构建模块，包括：第一模型构建子模块，用于根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体；第二模型构建子模块，用于根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体；第三模型构建子模块，根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

碎片处理模块，用于当根据每一个航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体和碎片数字孪生体的空间位置关系，确定至少一个目标碎片数字孪生体与至少一个目标航天器数字孪生体在间隔预设时间后，存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

风险评估模块，用于根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

控制模块，用于根据目标碎片处理策略，发送控制信号至目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，目标航天器数字孪生体位于目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

优选地，如上所述的太空碎片防护系统，还包括：

数据获取模块，用于获取目标航天器的当前运行数据和目标碎片数字孪生体对应的目标碎片的当前运行数据；

数据更新模块，用于根据目标航天器的当前运行数据对第一运行数据进行更新，根据目标碎片的当前运行数据对第三运行数据进行更新。

优选地，如上所述的太空碎片防护系统，风险评估模块包括：

模拟计算单元，用于根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，得到对目标航天器数字孪生体的影响程度以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

第一处理单元，用于根据预设评分规则以及对目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据预设评分规则以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

第二处理单元，用于根据第一评分和第二评分求和，得到每一种碎片处理策略的优先级评分；

第三处理单元，用于根据优先级评分确定目标碎片处理策略。

具体地，如上所述的太空碎片防护系统，还包括：地面监测装置、太空监测装置以及碎片处理装置；

其中，地面监测装置和太空监测装置，用于监测太空碎片的运行数据并发送至第三模型构建子模块和数据获取模块；碎片处理装置用于接收控制模块发送的控制信号，并执行相应操作。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种太空碎片防护的数字孪生控制方法及防护系统，至少具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案通过对已知太空环境进行数字孪生模拟，可对太空碎片的威胁进行评估，例如：是否会与航天器发生碰撞或影响航天器的正常功能的实现，同时，在太空碎片对航天器具有威胁时，可生成至少一种碎片处理策略，并择优确定目标碎片处理策略进行控制，减小甚至避免太空碎片对航天器的威胁，有利于提高航天器在太空中的安全性。

附图说明

图1为本发明的太空碎片防护的数字孪生控制方法的流程示意图之一；

图2为本发明的太空碎片防护的数字孪生控制方法的流程示意图之二；

图3为本发明的太空碎片防护的数字孪生控制方法的流程示意图之三；

图4为本发明的太空碎片防护系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

参见图1，本发明的一优选实施例提供了一种太空碎片防护的数字孪生控制方法，包括：

步骤S101，根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

步骤S102，当根据航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体和碎片数字孪生体的空间位置关系，确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

步骤S103，根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

步骤S104，根据目标碎片处理策略，发送控制信号至目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，目标航天器数字孪生体位于目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

在本发明的实施例中，通过根据预选获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体，对已知太空环境通过构建数字孪生体的形式进行模拟，能准确模拟航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体和碎片数字孪生体的空间位置关系，进而可通过人为进行时间加速，预判碎片是否会与航天器产生碰撞或影响航天器的正常功能的实现；当确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，可根据目标航天器数字孪生体、碎片数字孪生体和碎片处理装置的自身数据特性以及三者间的空间位置关系，生成至少一种碎片处理策略，并对每一种碎片处理策略进行模拟计算，最终确定最优的碎片处理策略为目标碎片处理策略；并根据目标处理策略产生相应的控制信号，并发送至目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，目标航天器数字孪生体位于目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。即本发明提供的技术方案通过对已知太空环境进行数字孪生模拟，可对太空碎片的威胁进行评估，例如：是否会与航天器发生碰撞或影响航天器的正常功能的实现，同时，在太空碎片对航天器具有威胁时，可生成至少一种碎片处理策略，并择优确定目标碎片处理策略进行控制，减小甚至避免太空碎片对航天器的威胁，有利于提高航天器在太空中的安全性。

具体地，当最终确定的目标碎片处理策略仅需要控制目标航天器进行避让或防护时，可只发送控制信号至目标航天器；当最终确定的目标碎片处理策略仅需要控制目标碎片处理装置对目标碎片数字孪生体对应的目标碎片进行处理时，可只发送控制信号至目标碎片处理装置；当最终确定的目标碎片处理策略需要目标航天器和目标碎片处理装置协同时，则发送控制信号至目标航天器和目标碎片处理装置。

可选地，本文所述的太空碎片可只包括一个碎片或包括空间上较为集中的多个碎片。

参见图2，优选地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，控制方法还包括：

步骤S201，获取目标航天器的当前运行数据和目标碎片的当前运行数据；

步骤S202，根据目标航天器的当前运行数据对第一运行数据进行更新，根据目标碎片的当前运行数据对第三运行数据进行更新。

在本发明的实施例中，控制方法包括实时获取目标航天器的当前运行数据和目标碎片的当前运行数据，并对第一运行数据和第三运行数据进行更新，改变原有的目标航天器数字孪生体和目标碎片数字孪生体，使得数字孪生控制方法具有时效性，避免目标碎片或目标航天器因偶然因素产生改变后，仍根据先前确定的目标碎片处理策略进行处理，导致航天器产生意料之外的损伤，或使目标航天器和/或目标碎片处理装置做无用功的情况出现。同时，通过数据更新可进一步模拟目标碎片和目标航天器在经过上述目标碎片处理策略处理后的实际情况，便于再次进行太空碎片是否具有威胁的判断。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，第一运行数据包括：航天器的种类、结构特征、第一轨道位置和碎片防护方式中的至少一项；

第二运行数据包括：碎片处理装置的第二轨道位置、碎片处理方式和工作范围中的至少一项；

第三运行数据包括：碎片的数量、材质、类型、外形特征和第三轨道位置中的至少一项。

在本发明的实施例中，第一运行数据包括航天器在太空运行的基本信息，例如：种类、结构特征、第一轨道位置和碎片防护方式，其目的是为了正确模拟航天器在太空中的运行状态，以便于确定太空碎片是否对其具有威胁以及碎片处理策略，其中，种类涉及航天器功能的实现，结构特征涉及航天器的可能碰撞区域、碎片防护方式涉及碎片处理策略的生成和判断；可选地，本领域的技术人员为了更加准确的模拟航天器，还可增加航天器的数据传输方式、能源状态、是否具有易损或高精密仪器等信息。

在本发明的实施例中，第二运行数据包括碎片处理装置在太空运行的基本信息，例如：第二轨道位置、碎片处理方式和工作范围，上述均涉及碎片处理策略的生成和判断。可选地，本领域技术人员为了更加准确的模拟碎片处理装置，还可增加碎片处理装置的所属组织、识别码、是否具有控制权限等信息。

在本发明的实施例中，第三运行数据包括碎片的数量、材质、类型、外形特征和第三轨道位置，其中，数量、材质、外形特征和第三轨道位置涉及是否对航天器具有威胁以及碎片处理策略的生成和判断，碎片的类型涉及碎片处理策略的生成和判断，本领域的技术人员为了更加准确的模拟太空碎片，还可将观测到的太空碎片的其他物理化学特性增加到第三运行数据中。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，碎片处理策略包括：控制目标航天器数字孪生体进行的主动避让、激光防护、物理防护以及控制碎片处理装置数字孪生体进行的捕获、销毁或阻挡中的至少一项。

当航天器和/或碎片处理装置上还设置有其他用于防护碎片或处理碎片的装置时，可对应增加碎片处理策略。

参见图3，优选地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略的步骤S103，包括：

步骤S301，根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，得到对目标航天器数字孪生体的影响程度以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

步骤S302，根据预设评分规则以及对目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据预设评分规则以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

步骤S303，根据第一评分和第二评分求和，得到每一种碎片处理策略的优先级评分；

步骤S304，根据优先级评分确定目标碎片处理策略。

在本发明的实施例中，在择优确定目标碎片处理策略时，由于不同的碎片处理策略对目标航天器数字孪生体以及目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度不同，且进行碎片处理的目的是保证航天器的正常运行以及其正常运行的寿命，同时，由于碎片处理装置在进行碎片处理时也会对碎片处理装置的使用寿命造成影响，因此，会对每一种碎片处理策略进行模拟计算，得到对目标航天器数字孪生体的影响程度以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度，并根据预设评分规则分别对目标航天器数字孪生体的影响程度以及目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度进行评分，并求和，通过数值可以直观的确定最优的目标碎片处理策略，提高的本发明所提供的数字孪生控制方法的实用性。

具体地，如上所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，预设评分规则中设定有对目标航天器数字孪生体的能源消耗量、目标航天器数字孪生体的损坏程度、目标航天器的轨道偏离程度、是否启用目标碎片处理装置数字孪生体、目标碎片处理装置数字孪生体的能源消耗量以及目标碎片处理装置数字孪生体的损坏程度中的至少一项。

在本发明的实施例中，由于不同的碎片处理策略会对目标航天器数字孪生体的不同性能指标和/或目标处理装置数字孪生体的不同性能指标产生不同的影响，因此需要对每一个性能指标进行评分，进而得到对目标航天器数字孪生体的影响程度的第一评分以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度的第二评分。

参见图4，本发明的另一优选实施例还提供了一种太空碎片防护系统，包括：

模型构建模块401，包括：第一模型构建子模块4011，用于根据预先获得的航天器1的第一运行数据构建航天器数字孪生体；第二模型构建子模块4012，用于根据预先获得的碎片处理装置2的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体；第三模型构建子模块4013，根据预先获得的太空碎片3的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

碎片处理模块402，用于当根据每一个航天器数字孪生体、碎片处理装置数字孪生体和碎片数字孪生体的空间位置关系，确定至少一个目标碎片数字孪生体与至少一个目标航天器数字孪生体在间隔预设时间后，存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

风险评估模块403，用于根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

控制模块404，用于根据目标碎片处理策略，发送控制信号至目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，目标航天器数字孪生体位于目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

优选地，如上所述的太空碎片防护系统，还包括：

数据获取模块405，用于获取目标航天器的当前运行数据和目标碎片数字孪生体对应的目标碎片的当前运行数据；

数据更新模块406，用于根据目标航天器的当前运行数据对第一运行数据进行更新，根据目标碎片的当前运行数据对第三运行数据进行更新。

优选地，如上所述的太空碎片防护系统，风险评估模块403包括：

模拟计算单元4031，用于根据每一种碎片处理策略进行模拟计算，得到对目标航天器数字孪生体的影响程度以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

第一处理单元4032，用于根据预设评分规则以及对目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据预设评分规则以及对目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

第二处理单元4033，用于根据第一评分和第二评分求和，得到每一种碎片处理策略的优先级评分；

第三处理单元4034，用于根据优先级评分确定目标碎片处理策略。

具体地，如上所述的太空碎片防护系统，还包括：地面监测装置5、太空监测装置6以及碎片处理装置3；

其中，地面监测装置5和太空监测装置6，用于监测太空碎片2的运行数据并发送至第三模型构建子模块4013和数据获取模块405；碎片处理装置3用于接收控制模块404发送的控制信号，并执行相应操作。

在本发明的实施例中，太空碎片防护系统通过第一模型构建子模块4011、数据获取模块405以及数据更新模块406，获取航天器1的第一运行数据并构建实时的航天器数字孪生体，通过第二模型构建子模块4012获取碎处理装置3的第二运行数据并构建碎片处理装置数字孪生体，通过第三模型构建子模块4013、数据获取模块405以及数据更新模块406，获取太空碎片2的第一运行数据并构建实时的碎片数字孪生体，对太空碎片2的威胁进行了评估，进而在确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略，并对每一种碎片处理策略进行模拟计算和评分，择优确定目标碎片处理策略进行对应控制，减少甚至是避免太空碎片2对航天器1的威胁，有利于提高航天器1在太空中的安全性。

此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，包括：

根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体，根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体，并根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

当根据所述航天器数字孪生体、所述碎片处理装置数字孪生体和所述碎片数字孪生体的空间位置关系，确定目标碎片数字孪生体与目标航天器数字孪生体存在碰撞或影响所述目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

根据所述目标碎片处理策略，发送控制信号至所述目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，所述目标航天器数字孪生体位于所述目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

2.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取所述目标航天器的当前运行数据和所述目标碎片的当前运行数据；

根据所述目标航天器的当前运行数据对所述第一运行数据进行更新，根据所述目标碎片的当前运行数据对所述第三运行数据进行更新。

3.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述第一运行数据包括：所述航天器的种类、结构特征、第一轨道位置和碎片防护方式中的至少一项；

所述第二运行数据包括：所述碎片处理装置的第二轨道位置、碎片处理方式和工作范围中的至少一项；

所述第三运行数据包括：碎片的数量、材质、类型、外形特征和第三轨道位置中的至少一项。

4.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述碎片处理策略包括：控制所述目标航天器数字孪生体进行的主动避让、激光防护、物理防护以及控制所述碎片处理装置数字孪生体进行的捕获、销毁或阻挡中的至少一项。

5.根据权利要求1所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略的步骤包括：

根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，得到对所述目标航天器数字孪生体的影响程度以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

根据预设评分规则以及对所述目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据所述预设评分规则以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

根据所述第一评分和所述第二评分求和，得到每一种所述碎片处理策略的优先级评分；

根据所述优先级评分确定所述目标碎片处理策略。

6.根据权利要求5所述的太空碎片防护的数字孪生控制方法，其特征在于，所述预设评分规则中设定有对所述目标航天器数字孪生体的能源消耗量、所述目标航天器数字孪生体的损坏程度、所述目标航天器的轨道偏离程度、是否启用所述目标碎片处理装置数字孪生体、所述目标碎片处理装置数字孪生体的能源消耗量以及所述目标碎片处理装置数字孪生体的损坏程度中的至少一项。

7.一种太空碎片防护系统，其特征在于，包括：

模型构建模块，包括：第一模型构建子模块，用于根据预先获得的航天器的第一运行数据构建航天器数字孪生体；第二模型构建子模块，用于根据预先获得的碎片处理装置的第二运行数据构建碎片处理装置数字孪生体；第三模型构建子模块，根据预先获得的太空碎片的第三运行数据构建碎片数字孪生体；

碎片处理模块，用于当根据每一个所述航天器数字孪生体、所述碎片处理装置数字孪生体和所述碎片数字孪生体的空间位置关系，确定至少一个目标碎片数字孪生体与至少一个目标航天器数字孪生体在间隔预设时间后，存在碰撞或影响所述目标航天器的正常功能的情况时，生成至少一种碎片处理策略；

风险评估模块，用于根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，并确定目标碎片处理策略；

控制模块，用于根据所述目标碎片处理策略，发送控制信号至所述目标航天器数字孪生体对应的目标航天器，和/或与目标碎片处理装置数字孪生体对应的目标碎片处理装置，其中，所述目标航天器数字孪生体位于所述目标碎片处理装置数字孪生体的工作范围内。

8.根据权利要求7所述的太空碎片防护系统，其特征在于，还包括：

数据获取模块，用于获取所述目标航天器的当前运行数据和所述目标碎片数字孪生体对应的目标碎片的当前运行数据；

数据更新模块，用于根据所述目标航天器的当前运行数据对所述第一运行数据进行更新，根据所述目标碎片的当前运行数据对所述第三运行数据进行更新。

9.根据权利要求7所述的太空碎片防护系统，其特征在于，所述风险评估模块包括：

模拟计算单元，用于根据每一种所述碎片处理策略进行模拟计算，得到对所述目标航天器数字孪生体的影响程度以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度；

第一处理单元，用于根据预设评分规则以及对所述目标航天器数字孪生体的影响程度得到第一评分，根据所述预设评分规则以及对所述目标碎片处理装置数字孪生体的影响程度得到第二评分；

第二处理单元，用于根据所述第一评分和所述第二评分求和，得到每一种所述碎片处理策略的优先级评分；

第三处理单元，用于根据所述优先级评分确定所述目标碎片处理策略。

10.根据权利要求8所述的太空碎片防护系统，其特征在于，还包括：地面监测装置、太空监测装置以及所述碎片处理装置；

其中，所述地面监测装置和所述太空监测装置，用于监测太空碎片的运行数据并发送至所述第三模型构建子模块和所述数据获取模块；所述碎片处理装置用于接收所述控制模块发送的控制信号，并执行相应操作。

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