CN111949523B - 多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统及方法，包括：星上计算机子单元、地面仿真子单元；所述地面仿真子单元包括：2D/3D演示模块、注数包生成模块、场景设置模拟模块、卫星设置模拟模块、目标设置模拟模块、遥测显示模块、效能评估模块以及运行管理模块；本发明采用真实的星上计算机运行自主任务规划算法，与地面仿真子单元模拟的成员星进行实时数据交互，可视化闭环验证多星协同星载自主规划算法的有效性；提供了星上自主任务规划单元研制与测试保障的关键工具，解决了星上自主规划算法功能测试不充分可能导致的多星协同时序不匹配、任规划不合理、星上产品故障等潜在问题和风险。
Description
技术领域
本发明涉及闭环仿真验证技术领域，具体地，涉及一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统及方法。
背景技术
多星协同单元是未来发展趋势，通常为组网或编队运行，通过星间网络互联交互协同，具有多载荷分布在多颗卫星上、信息获取时间连续性好、频次高、空间范围广、多维度载荷信息融合特点。这些多星协同单元具有更好的冗余性、鲁棒性和遂行任务能力，相较于传统单星大平台，多星协同单元应用的效费要更好。智能卫星(中枢星)与多个成像星(成员星)共同组成了多星协同任务规划单元，协同工作以实现对地观测任务，成像卫星在成像任务执行后，通常会提取图像中的地物、船只、区域切片数据，执行图像或信号的在轨实时处理，得到对切片数据的特征描述，成像卫星将切片数据连同特征描述信息一同打包，经星间链路传输至智能卫星，智能卫星对多星数据进行集中汇集并处理，得到对特定区域或全球范围的高级描述和认知。多星协同单元较传统组网卫星和单一大卫星平台具有其自身特点：首先，多星协同单元功能逐渐趋于复杂化，空间任务耦合程度更高，任务协同和分配要求更高，星上需具备自主任务规划能力。其次，多星多任务单元使得卫星或任务潜在冲突不容易暴露，任务规划星需处理大量卫星交互数据，在没有多星模拟设备的情况下，传统仿真测试方法难以发现深层次的冲突和对多星单元的影响。再次，自主任务规划作为完成空间任务和挖掘多星协同单元潜能的核心，需具备较高的可靠性和安全性，若对多星协同单元算法功能测试不充分，轻则导致卫星功能测试失败，重则对卫星上的产品与设备造成严重的损害。最后，针对多星协同的仿真验证手段并不丰富，现有卫星仿真测试多针对编队或单星进行，对功能异构、需要在轨协同、频繁信息交互的多星单元支持仿真能力不足，
专利文献CN108845802A公开了一种无人机集群编队交互式仿真验证单元及实现方法，公开了一种数值仿真、虚拟现实、脑机接口、人机交互、网络通信、软件开发等领域，为构建逼真的虚拟现实仿真场景，以无人机集群编队实时仿真数据驱动演示，通过多种人机交互设备实现人对仿真演示的干预，达到人在环(man-in- loop)的仿真效果，本发明，无人机集群编队交互式仿真验证系统及实现方法，包括分布式实时仿真器、宿主机、视景计算机即客户端、显示设备、人机交互设备，其中，由目标计算机组成仿真器负责运行实时仿真程序模拟无人机集群编队；宿主机运行服务器软件；视景计算机运行基于Unity开发的视景软件；人机交互设备通过视景软件集成实现人机交互。本发明主要应用于无人机仿真场合。该专利在任务背景、算法架构以及测试目的等方面仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统及方法。
根据本发明提供的一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：星上计算机子单元、地面仿真子单元；所述地面仿真子单元包括：2D/3D演示模块、注数包生成模块、场景设置模拟模块、卫星设置模拟模块、目标设置模拟模块、遥测显示模块、效能评估模块以及运行管理模块；2D/3D演示模块包括：在轨多星轨道运行仿真部件、卫星状态数据显示部件、多星相对运动显示部件以及任务规划结果执行演示部件；场景设置模拟模块能够对场景起始时间，场景结束时间，场景步长，仿真倍率进行设置；所述目标设置模拟模块能够按区选取，并对随机数量、生成经纬度、属性信息、运动轨迹、航向航速进行设置；信息收发模块可进行星上与地面仿真子单元数据包队列管理，收发时序调度，组包解包处理；所述遥测显示模块能够显示任务规划结果、星上运行状态、地测单元模拟的多星任务执行信息；所述运行管理模块能够对单元运行进行故障检测，若运行出现异常则将检测结果及算法监视结果存储入单元日志。此外，针对单元的数据、操作逻辑进行检测，并对敏感操作进行合法性检测，对于误操作进行记录并提示，在执行前进行确认。地测单元通过模拟各成员星给卫星做数据，模拟自主任务规划计算机的外部的真实信息交互，随轨道飞行，建立星地目标时空关系，在特定地理位置按时序产生载荷目标数据包，在特定地理位置按时序执行目标成像任务。
优选地，还包括：卫星单元；所述卫星单元与地测单元可以通过TCP/IP、RS422 串口进行连接；所述注数包生成模块进行任意一种行为：-任务注数；-可调参数；-数据包模拟；所述效能评估模块能够进行以下任意一种行为：-任务规划性能评估；-算法验证功能评估；-任务规划效能定量化评估。
根据本发明提供的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，采用多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：步骤S1：多星协同自主任务规划地面闭环仿真验证单元功能架构及实现；步骤S2：建立星上计算机子单元与地面仿真子单元的连接；步骤S3：进行地面仿真子单元参数配置；步骤S4：星载计算机上电，自主任务规划软件加载；步骤S5：生成任务及参数包上注星载计算机；步骤S6：触发协同任务，中枢星星上计算机解析任务，向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务；步骤S7：地面仿真子单元模拟的成员星接收数据包，执行单星任务规划，执行成像动作，并与中枢星交互信息；步骤S8：对执行过程进行遥测监视；步骤S9：评估运行过程及结果。
优选地，所述步骤S1包括：步骤S1.1：星上计算机子单元运行中枢星自主任务规划算法，采用地面仿真单元进行多颗成员星、目标、环境的仿真模拟；地面仿真单元与星上计算机物理设备通过有线连接，执行信息交互收发，开展实时闭环仿真；所述星上计算机子单元包括：星上计算机物理设备。
优选地，所述步骤S2包括：步骤S2.1：星载计算机负责自主任务规划，地测负责模拟成员星及场景，生成与星上交互的数据，进行星上单元与地面单元联合闭环试验验证。
优选地，所述步骤S3包括：步骤S3.1：对仿真场景、卫星模型参数、目标模型参数进行配置。可以设置自主任务规划仿真算法的开始、结束时间。设置整个仿真场景的仿真步长以及自主任务规划仿真算法的仿真倍率。可以设置历元时间，轨道根数(半长轴，偏心率，轨道倾角，近地点角，升交点赤经，平近点角)，位置速度(各个轴的位置以及各个轴的速度)。按照功能对卫星进行配置(搜索类、成像类)，根据用户要求的区域属性和观测规则，单元采用随机生成算法(包括蒙特卡洛随机生成算法，均匀随机生成算法，正态随机生成算法等)生成区域中的待搜索目标，并生成目标属性列表以及目标位置列表。
优选地，所述步骤S5包括：步骤S5.1：通过注数生成算法模块，可对各种任务模式的相关参数进行调整，可对任务单类型进行选择，充分适应任务的多变性和复杂性。
优选地，所述步骤S6包括：步骤S6.1：中枢星向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务，通过星上与地面的有线连接，模拟星间网络任务分发至成员星的过程，将解析结果发送数据包给任务规划测试单元模拟的各颗成员星，包括任务启动字、工作模式、任务时段等。
优选地，所述步骤S7包括：步骤S7.1：地面仿真子单元接收星上计算机发送来的数据包，转发给成员星仿真模型，成员星仿真模型可模拟的成员星对任务的响应，模拟执行单星任务规划，执行成像动作，并生成协同交互的数据包，模拟星间网络数据反馈的过程，将成员星数据包发至中枢星；交互数据包括目标队列数据包、轨道姿态数据包等。
优选地，所述步骤S8包括：步骤S8.1：遥测信息包括星载计算机执行任务规划状态信息，星间数据包接受与收发内容等；任务规划执行过程中所产生的实时遥测、星上状态遥测以及星间协同数据包均通过遥控界面实时下传至遥测显示界面，可供用户实时监控仿真单元以及星上算法运行状态。
所述步骤S9包括：步骤S9.1：对规划结果、过程数据、执行情况进行图形化的评估；如任务覆盖率、任务总收益、任务执行效率以及单任务规划结算精度。针对算法验证功能有单目标点验证、多目标点验证以及成像收益验证以及任务规划效能定量化评估；针对任务规划效能定量化评估，有单星、多星以及多载荷三种评估方式。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用真实的星上计算机运行自主任务规划算法，与地面仿真子单元模拟的成员星进行实时数据交互，可视化闭环验证多星协同星载自主规划算法的有效性；
2、此外，本发明提供了星上自主任务规划单元研制与测试保障的关键工具，解决了星上自主规划算法功能测试不充分可能导致的多星协同时序不匹配、任规划不合理、星上产品故障等潜在问题和风险，提升星上单元的测试充分性、可靠性和安全性；
3、本发明结构合理，使用方便，能够克服现有技术。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中仿真验证单元模块连接框示意图。
图2为本发明实施例中星地单元闭环仿真运行流程示意图。
图3为本发明实施例中2D/3D演示界面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：星上计算机子单元、地面仿真子单元；所述地面仿真子单元包括：2D/3D演示模块、注数包生成模块、场景设置模拟模块、卫星设置模拟模块、目标设置模拟模块、遥测显示模块、效能评估模块以及运行管理模块；2D/3D演示模块包括：在轨多星轨道运行仿真部件、卫星状态数据显示部件、多星相对运动显示部件以及任务规划结果执行演示部件；场景设置模拟模块能够对场景起始时间，场景结束时间，场景步长，仿真倍率进行设置；所述目标设置模拟模块能够按区选取，并对随机数量、生成经纬度、属性信息、运动轨迹、航向航速进行设置；信息收发模块可进行星上与地面仿真子单元数据包队列管理，收发时序调度，组包解包处理；所述遥测显示模块能够显示任务规划结果、星上运行状态、地测单元模拟的多星任务执行信息；所述运行管理模块能够对单元运行进行故障检测，若运行出现异常则将检测结果及算法监视结果存储入单元日志。此外，针对单元的数据、操作逻辑进行检测，并对敏感操作进行合法性检测，对于误操作进行记录并提示，在执行前进行确认。地测单元通过模拟各成员星给卫星做数据，模拟自主任务规划计算机的外部的真实信息交互，随轨道飞行，建立星地目标时空关系，在特定地理位置按时序产生载荷目标数据包，在特定地理位置按时序执行目标成像任务。
本发明提供了一种多星协同星载自主规划算法地面闭环仿真验证方法，能够为多星协同星上自主任务规划单元提供一个可视化的闭环测试工具，该工具可3D模拟在轨飞行场景，模拟多星姿态、轨道、数传及载荷模型，模拟地面目标分布及运动特性，计算并模拟卫星对目标的搜索发现窗口、机动成像过程，通过测试单元与星上单元的物理连接，接收并发送星间协同交互的各类数据包，动态监测并显示任务规划信息、星上遥测数据，并具备验证评估等多种功能。多星协同任务规划地面测试方法及单元。
优选地，还包括：卫星单元；所述卫星单元与地测单元可以通过TCP/IP、RS422 串口进行连接；所述注数包生成模块进行任意一种行为：-任务注数；-可调参数； -数据包模拟；所述效能评估模块能够进行以下任意一种行为：-任务规划性能评估；-算法验证功能评估；-任务规划效能定量化评估。
根据本发明提供的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证，采用多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：步骤S1：多星协同自主任务规划地面闭环仿真验证单元功能架构及实现；步骤S2：建立星上计算机子单元与地面仿真子单元的连接；步骤S3：进行地面仿真子单元参数配置；步骤S4：星载计算机上电，自主任务规划软件加载；步骤S5：生成任务及参数包上注星载计算机；步骤 S6：触发协同任务，中枢星星上计算机解析任务，向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务；步骤S7：地面仿真子单元模拟的成员星接收数据包，执行单星任务规划，执行成像动作，并与中枢星交互信息；步骤S8：对执行过程进行遥测监视；步骤S9：评估运行过程及结果。
优选地，所述步骤S1包括：步骤S1.1：星上计算机子单元运行中枢星自主任务规划算法，采用地面仿真单元进行多颗成员星、目标、环境的仿真模拟；地面仿真单元与星上计算机物理设备通过有线连接，执行信息交互收发，开展实时闭环仿真；所述星上计算机子单元包括：星上计算机物理设备。
优选地，所述步骤S2包括：步骤S2.1：星载计算机负责自主任务规划，地测负责模拟成员星及场景，生成与星上交互的数据，进行星上单元与地面单元联合闭环试验验证。
优选地，所述步骤S3包括：步骤S3.1：对仿真场景、卫星模型参数、目标模型参数进行配置。可以设置自主任务规划仿真算法的开始、结束时间。设置整个仿真场景的仿真步长以及自主任务规划仿真算法的仿真倍率。可以设置历元时间，轨道根数(半长轴，偏心率，轨道倾角，近地点角，升交点赤经，平近点角)，位置速度(各个轴的位置以及各个轴的速度)。按照功能对卫星进行配置(搜索类、成像类)，根据用户要求的区域属性和观测规则，单元采用随机生成算法(包括蒙特卡洛随机生成算法，均匀随机生成算法，正态随机生成算法等)生成区域中的待搜索目标，并生成目标属性列表以及目标位置列表。
优选地，所述步骤S5包括：步骤S5.1：通过注数生成算法模块，可对各种任务模式的相关参数进行调整，可对任务单类型进行选择，充分适应任务的多变性和复杂性。
优选地，所述步骤S6包括：步骤S6.1：中枢星向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务，通过星上与地面的有线连接，模拟星间网络任务分发至成员星的过程，将解析结果发送数据包给任务规划测试单元模拟的各颗成员星，包括任务启动字、工作模式、任务时段等。
优选地，所述步骤S7包括：步骤S7.1：地面仿真子单元接收星上计算机发送来的数据包，转发给成员星仿真模型，成员星仿真模型可模拟的成员星对任务的响应，模拟执行单星任务规划，执行成像动作，并生成协同交互的数据包，模拟星间网络数据反馈的过程，将成员星数据包发至中枢星；交互数据包括目标队列数据包、轨道姿态数据包等。
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所述步骤S9包括：步骤S9.1：对规划结果、过程数据、执行情况进行图形化的评估；如任务覆盖率、任务总收益、任务执行效率以及单任务规划结算精度。针对算法验证功能有单目标点验证、多目标点验证以及成像收益验证以及任务规划效能定量化评估；针对任务规划效能定量化评估，有单星、多星以及多载荷三种评估方式。
具体地，在一个实施例中，多星协同自主任务规划闭环仿真验证单元(图1)，由星上计算机子单元和地面仿真子单元组成，星上计算机运行中枢星自主任务规划算法，地面仿真单元用于多颗成员星、目标、环境的仿真模拟，地面仿真单元与星上计算机物理设备通过有线连接，执行信息交互收发，开展实时闭环仿真。地面仿真子单元包括2D/3D演示模块、注数包生成模块、场景设置模拟模块、卫星设置模拟模块、目标设置模拟模块、遥测显示模块、效能评估模块、运行管理模块等。
2D/3D演示模块包括动画显示界面、操作按钮、可见性显示界面以及通信连接界面，如图3所示。该模块支持显示包括在轨多星轨道运行仿真、卫星状态数据显示、多星相对运动显示以及任务规划结果执行演示；注数包生成模块实现了任务注数、可调参数、数据包模拟等；
场景设置模拟模块可以对场景起始时间，场景结束时间，场景步长，仿真倍率进行设置。
目标设置模拟模块可以设置区域目标分布特性及属性，通过算法内目标随机生成算法(蒙特卡洛随机算法、均匀随机算法、正态随机算法)，按区选取，并对随机数量、生成经纬度、属性信息、运动轨迹、航向航速进行设置。该模块支持目标模型库，考虑将任务区外的目标先排除掉。同时因为多卫星、多载荷是面向相同区域进行搜索，会发现相同目标，故而可在引导成像之前，将不同感知源发现的相同目标进行融合处理。星群单元中，搜索星的某类载荷发现目标可能具有超强的前瞻性，卫星编队中的成像星暂时无需对这些目标进行观测成像，故可将该类目标剔除，从而生成目标模型库。该模块包含重点目标分布、目标属性设置以及目标自定义，支持单星、多星、多载荷自主任务规划相关参数输入，支持星载计划环境模拟接入。信息收发模块可进行星上与地面仿真子单元数据包队列管理，收发时序调度，组包解包处理。
通过卫星模拟模块将轨道根数(半长轴，偏心率，轨道倾角，近地点角，升交点赤经，平近点角)，位置速度(各个轴的位置以及各个轴的速度)、姿态机动时间参数的系数，滚动机动边界，滚动切换最大角度设置好，星的星间数传参数设置界面，可以对天线安装矢量和反馈包数据进行设置。天线安装矢量可以设置其本体系X，Y，Z的参数；反馈包数据可以设置反馈包的数传有效时刻，传输时长以及可传输最近时刻，用于后续协议传输的数据准备。
遥测显示模块可以显示任务规划结果、星上运行状态、地测单元模拟的多星任务执行信息。效能评估模块可实现任务规划性能评估、算法验证功能评估以及任务规划效能定量化评估。
运行管理模块可以实现对单元运行进行故障检测，入单元运行出现异常则将检测结果及算法监视结果存储入单元日志。此外，针对单元的数据、操作逻辑进行检测，并对敏感操作进行合法性检测，对于误操作进行记录并提示，在执行前进行确认。
星载计算机负责自主任务规划，地测负责模拟成员星及场景，生成与星上交互的数据，进行星上单元与地面单元联合闭环试验验证，图2给出了星地单元闭环仿真运行流程图；卫星与地测单元可以通过TCP/IP、RS422串口进行连接。地测通过模拟各成员星给卫星做数据，模拟自主任务规划计算机的外部的真实信息交互，随轨道飞行，建立星地目标时空关系，在特定地理位置按时序产生载荷目标数据包，在特定地理位置按时序执行目标成像任务；对仿真场景、卫星模型参数、目标模型参数进行配置。可以设置自主任务规划仿真算法的开始、结束时间。设置整个仿真场景的仿真步长以及自主任务规划仿真算法的仿真倍率。可以设置历元时间，轨道根数(半长轴，偏心率，轨道倾角，近地点角，升交点赤经，平近点角)，位置速度(各个轴的位置以及各个轴的速度)。按照功能对卫星进行配置(搜索类、成像类)，根据用户要求的区域属性和观测规则，生成区域中的待搜索目标，并生成目标属性列表以及目标位置列表。
通过注数生成算法模块，可对各种任务模式的相关参数进行调整，可对任务单类型进行选择，充分适应任务的多变性和复杂性。中枢星向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务，通过星上与地面的有线连接，模拟星间网络任务分发至成员星的过程，将解析结果发送数据包给任务规划测试单元模拟的各颗成员星，包括任务启动字、工作模式、任务时段等。
地面仿真子单元接收星上计算机发送来的数据包，转发给成员星仿真模型，成员星仿真模型可模拟的成员星对任务的响应，模拟执行单星任务规划，执行成像动作，并生成协同交互的数据包，模拟星间网络数据反馈的过程，将成员星数据包发至中枢星；交互数据包括目标队列数据包、轨道姿态数据包等。遥测信息包括星载计算机执行任务规划状态信息，星间数据包接受与收发内容等。
任务规划执行过程中所产生的实时遥测、星上状态遥测以及星间协同数据包均通过遥控界面实时下传至遥测显示界面，可供用户实时监控仿真单元以及星上算法运行状态。对规划结果、过程数据、执行情况进行图形化的评估。如任务覆盖率、任务总收益、任务执行效率以及单任务规划结算精度。针对算法验证功能有单目标点验证、多目标点验证以及成像收益验证以及任务规划效能定量化评估。
针对任务规划效能定量化评估，有单星、多星以及多载荷三种评估方式，在得到多星任务规划结果后，需要对规划结果进行验证，主要进行算法验证评估。包括多维度的任务规划运行性能评估，任务规划效能定量评估，任务规划精度评价，目标验证，成像收益验证，数据分析以及算法调优等。
本发明采用真实的星上计算机运行自主任务规划算法，与地面仿真子单元模拟的成员星进行实时数据交互，可视化闭环验证多星协同星载自主规划算法的有效性；此外，本发明提供了星上自主任务规划单元研制与测试保障的关键工具，解决了星上自主规划算法功能测试不充分可能导致的多星协同时序不匹配、任规划不合理、星上产品故障等潜在问题和风险，提升星上单元的测试充分性、可靠性和安全性；本发明结构合理，使用方便，能够克服现有技术。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的单元及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的单元及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的单元及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，采用多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：
步骤S1：多星协同自主任务规划地面闭环仿真验证单元功能架构及实现；
步骤S2：建立星上计算机子单元与地面仿真子单元的连接；
步骤S3：进行地面仿真子单元参数配置；
步骤S4：星载计算机上电，自主任务规划软件加载；
步骤S5：生成任务及参数包上注星载计算机；
步骤S6：触发协同任务，中枢星星上计算机解析任务，向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务；
步骤S7：地面仿真子单元模拟的成员星接收数据包，执行单星任务规划，执行成像动作，并与中枢星交互信息；
步骤S8：对执行过程进行遥测监视；
步骤S9：评估运行过程及结果；
所述多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，包括：星上计算机子单元、地面仿真子单元；
所述地面仿真子单元包括：2D/3D演示模块、注数包生成模块、场景设置模拟模块、卫星设置模拟模块、目标设置模拟模块、信息收发模块、遥测显示模块、效能评估模块以及运行管理模块；
所述2D/3D演示模块包括：在轨多星轨道运行仿真部件、卫星状态数据显示部件、多星相对运动显示部件以及任务规划结果执行演示部件；
所述场景设置模拟模块能够对场景起始时间，场景结束时间，场景步长，仿真倍率进行设置；
所述目标设置模拟模块能够按区选取，并对随机数量、生成经纬度、属性信息、运动轨迹、航向航速进行设置；
所述信息收发模块能够进行星上与地面仿真子单元数据包队列管理，收发时序调度，组包解包处理；
所述遥测显示模块能够显示任务规划结果、星上运行状态、地测单元模拟的多星任务执行信息；
所述运行管理模块能够进行故障检测。
2.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：星上计算机子单元运行中枢星自主任务规划算法，采用地面仿真单元进行多颗成员星、目标、环境的仿真模拟；
地面仿真单元与星上计算机物理设备通过有线连接，执行信息交互收发，开展实时闭环仿真；
所述星上计算机子单元包括：星上计算机物理设备。
3.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：星载计算机负责自主任务规划，地测负责模拟成员星及场景，生成与星上交互的数据，进行星上单元与地面单元联合闭环试验验证。
4.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：对仿真场景、卫星模型参数、目标模型参数进行配置。
5.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
步骤S5.1：通过注数生成算法模块，可对各种任务模式的相关参数进行调整，可对任务单类型进行选择，充分适应任务的多变性和复杂性。
6.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
步骤S6.1：中枢星向地面仿真子单元模拟的成员星分发任务，通过星上与地面的有线连接，模拟星间网络任务分发至成员星的过程，将解析结果发送数据包给任务规划测试单元模拟的各颗成员星。
7.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S7包括：
步骤S7.1：地面仿真子单元接收星上计算机发送来的数据包，转发给成员星仿真模型，成员星仿真模型可模拟的成员星对任务的响应，模拟执行单星任务规划，执行成像动作，并生成协同交互的数据包，模拟星间网络数据反馈的过程，将成员星数据包发至中枢星。
8.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述步骤S8包括：
步骤S8.1：任务规划执行过程中所产生的实时遥测、星上状态遥测以及星间协同数据包均通过遥控界面实时下传至遥测显示界面；
所述步骤S9包括：
步骤S9.1：对规划结果、过程数据、执行情况进行图形化的评估；针对算法验证功能有单目标点验证、多目标点验证以及成像收益验证以及任务规划效能定量化评估。
9.根据权利要求1所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证方法，其特征在于，所述的多星协同星载自主规划软件地面闭环仿真验证系统，还包括：卫星单元；
所述卫星单元与地测单元通过TCP/IP、RS422串口进行连接；
所述注数包生成模块进行任意一种行为：
-任务注数；
-可调参数；
-数据包模拟；
所述效能评估模块能够进行以下任意一种行为：
-任务规划性能评估；
-算法验证功能评估；
-任务规划效能定量化评估。
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