CN113111438A - 一种数字孪生卫星在轨运维方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字孪生卫星在轨运维方法和系统，涉及太空运行卫星、地面数字孪生卫星、地面模拟卫星，该方法包括如下步骤：步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
Description
技术领域
本发明属于电子工程和计算机科学领域，具体涉及一种数字孪生卫星在轨运维方法和系统。
背景技术
随着互联网小卫星时代的来临，如何对在轨运行的卫星进行状态监测和运行维护是摆在面前的难题，传统的卫星运维主要基于卫星下行的遥测数据，通过对数据的分析来判断卫星状态，当卫星出现故障时，传统的方法存在故障发现时延大、修复风险大等不足，即传统的基于数据分析的故障修复工艺没有经过某种验证手段而直接作用于卫星，很有可能造成卫星不可挽回的损害。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种数字孪生卫星在轨运维方法，该方法涉及太空运行卫星、地面数字孪生卫星、地面模拟卫星三大块，覆盖了天上和地面，该方法涵盖了数字孪生卫星在轨状态监测模块设计、数字孪生卫星在轨故障处理模块设计和数字孪生卫星在轨故障预测模块设计，其中地面模拟卫星是对在轨卫星的实体等效，而地面数字孪生卫星则是在轨卫星在数字空间的精准映射，该方法能够在一定程度上提升卫星故障修复工艺的准确性，进而提升在轨卫星的运维能力。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种数字孪生卫星在轨运维方法，包括如下步骤：
步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
进一步的，所述步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，具体实现如下：
(1.1)基于太空运行卫星的实体结构，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的几何结构，包括卫星整体外形、内部各载荷模块外形以及太阳翼外形；
(1.2)基于太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，即将太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性代码化，并将其作为地面数字孪生卫星虚拟模型轨道运行、太阳翼伸展、内部各载荷模块逻辑的控制代码；
(1.3)基于太空运行卫星的遥测数据，驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，即在地面数字孪生卫星虚拟模型中实时展示太空运行卫星的状态数据，当太空运行卫星出现故障时，能够在地面数字孪生卫星虚拟模型中高亮并放大显示故障部件，且直接调出该故障部件最近一段时间内的所有运行数据。
进一步的，所述步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星，具体实现如下：
(2.1)当太空运行卫星出现故障时，地面数字孪生卫星首先根据事先设置好的故障自动处理流程开展故障的尝试性修复，并将尝试性故障修复工艺发送给地面模拟卫星；
(2.2)地面模拟卫星根据尝试性故障修复工艺开展故障修复工作，并将尝试性故障修复结果反馈给地面数字孪生卫星，地面数字孪生卫星判断故障是否完成修复，如果没有完成修复，则进入(2.3)，否则，进入(2.4)；
(2.3)在人为参与下对事先设置好的故障自动处理流程进行参数化配置，使该流程更复合故障实际情况，同时在地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间进行尝试性故障修复工艺的迭代；
(2.4)地面数字孪生卫星将可行的故障修复工艺发送给太空运行卫星，并通过太空运行卫星下发的遥测数据驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，判断故障是否修复，如果没有完成修复，则返回(2.3)。
进一步的，所述步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复，具体实现如下：
(3.1)地面数字孪生卫星是太空运行卫星在虚拟世界的精准映射体，包括几何外形，内部的控制逻辑，在此前提下，人为设定预定的节拍，使地面数字孪生卫星比太空运行卫星提前运行，对可能出现的故障进行预演和预判；
(3.2)当判断出现故障时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
根据本发明的另一方面，提出一种数字孪生卫星在轨运维系统，包括：
数字孪生卫星在轨状态监测模块，该模块基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
进一步的，所述数字孪生卫星在轨状态监测模块，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，具体实现如下：
(1.1)基于太空运行卫星的实体结构，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的几何结构，包括卫星整体外形、内部各载荷模块外形以及太阳翼外形；
(1.2)基于太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，即将太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性代码化，并将其作为地面数字孪生卫星虚拟模型轨道运行、太阳翼伸展、内部各载荷模块逻辑的控制代码；
(1.3)基于太空运行卫星的遥测数据，驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，即在地面数字孪生卫星虚拟模型中实时展示太空运行卫星的状态数据，当太空运行卫星出现故障时，能够在地面数字孪生卫星虚拟模型中高亮并放大显示故障部件，且直接调出该故障部件最近一段时间内的所有运行数据。
进一步的，所述数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星，具体实现如下：
(2.1)当太空运行卫星出现故障时，地面数字孪生卫星首先根据事先设置好的故障自动处理流程开展故障的尝试性修复，并将尝试性故障修复工艺发送给地面模拟卫星；
(2.2)地面模拟卫星根据尝试性故障修复工艺开展故障修复工作，并将尝试性故障修复结果反馈给地面数字孪生卫星，地面数字孪生卫星判断故障是否完成修复，如果没有完成修复，则进入(2.3)，否则，进入(2.4)；
(2.3)在人为参与下对事先设置好的故障自动处理流程进行参数化配置，使该流程更复合故障实际情况，同时在地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间进行尝试性故障修复工艺的迭代；
(2.4)地面数字孪生卫星将可行的故障修复工艺发送给太空运行卫星，并通过太空运行卫星下发的遥测数据驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，判断故障是否修复，如果没有完成修复，则返回(2.3)。
进一步的，所述数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复，具体实现如下：
(3.1)地面数字孪生卫星是太空运行卫星在虚拟世界的精准映射体，包括几何外形，内部的控制逻辑，在此前提下，人为设定预定的节拍，使地面数字孪生卫星比太空运行卫星提前运行，对可能出现的故障进行预演和预判；
(3.2)当判断出现故障时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
有益效果：
本发明与现有技术相比的优点在于：传统的卫星运维方法存在故障发现时延大、修复风险大等不足，即传统的基于数据分析的故障修复工艺没有经过某种验证手段而直接作用于卫星，很有可能造成卫星不可挽回的损害；而本发明方法通过太空运行卫星、地面数字孪生卫星、地面模拟卫星之间的迭代，能够在一定程度上提升卫星故障修复工艺的准确性，进而提升在轨卫星的运维能力。
附图说明
图1为本发明的一种数字孪生卫星在轨运维系统示意图；
图2为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明涉及一种数字孪生卫星在轨运维方法，该方法涉及太空运行卫星、地面数字孪生卫星、地面模拟卫星三大块，覆盖了天上和地面，其中地面模拟卫星是对在轨卫星的实体等效，而地面数字孪生卫星则是在轨卫星在数字空间的精准映射，具体涵盖了数字孪生卫星在轨状态监测模块设计、数字孪生卫星在轨故障处理模块设计和数字孪生卫星在轨故障预测模块设计，能够在一定程度上提升卫星故障修复工艺的准确性，进而提升在轨卫星的运维能力。
根据本发明的实施例，本发明的系统示意如图1所示，具体实施方式如下：
图1中的1表示太空运行卫星、图1中的2表示地面数字孪生卫星、图1中的3表示地面模拟卫星；地面数字孪生卫星首先构建太空运行卫星的数字孪生模型，其次基于太空运行卫星下行的遥测数据完成太空运行卫星的在轨状态监测，同时将可执行的故障修复工艺发送给太空运行卫星；地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间主要进行故障修复工艺和结果的迭代；
根据本发明的实施例，如图2所示，为本发明一种数字孪生卫星在轨运维方法流程框图，其中还包括各模块的交互流程，具体如下；
步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
根据本发明的实施例，还提出一种对应的数字孪生卫星在轨运维系统，包括：
数字孪生卫星在轨状态监测模块，该模块基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
图2中的4为数字孪生卫星在轨状态监测模块，该模块基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，具体实现如下：
①基于太空运行卫星的实体结构，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的几何结构，包括卫星整体外形、内部各载荷模块外形以及太阳翼外形；
②基于太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制等属性，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制等属性，即将太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制等属性代码化，并将其作为地面数字孪生卫星虚拟模型轨道运行、太阳翼伸展、内部各载荷模块逻辑等的控制代码；
③基于太空运行卫星的遥测数据，驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，即在地面数字孪生卫星虚拟模型中实时展示太空运行卫星的状态数据，当太空运行卫星出现故障时，能够在地面数字孪生卫星虚拟模型中高亮并放大显示故障部件，且直接调出该故障部件最近一段时间内的所有运行数据，该处的最近一段时间内用户可调；
图2中的5为数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星，具体实现如下：
①当太空运行卫星出现故障时，地面数字孪生卫星首先根据事先设置好的故障自动处理流程开展故障的尝试性修复，并将尝试性故障修复工艺发送给地面模拟卫星；
②地面模拟卫星根据尝试性故障修复工艺开展故障修复工作，并将尝试性故障修复结果反馈给地面数字孪生卫星，地面数字孪生卫星判断故障是否完成修复，如果没有完成修复，则进入③，否则，进入④；
③在人为参与下对事先设置好的故障自动处理流程进行参数化配置，使该流程更复合故障实际情况，同时在地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间进行尝试性故障修复工艺的迭代；
④地面数字孪生卫星将可行的故障修复工艺发送给太空运行卫星，并通过太空运行卫星下发的遥测数据驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，判断故障是否修复，如果没有完成修复，则返回③；
图2中的6为数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复，具体实现如下：
①地面数字孪生卫星是太空运行卫星在虚拟世界的精准映射体，不仅仅包括几何外形，也包括内部的控制逻辑，在此前提下，人为设定一定的节拍，使地面数字孪生卫星比太空运行卫星提前运行，对可能出现的故障进行预演和预判；
②当判断出现故障时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
综上所述，本发明公开了一种数字孪生卫星在轨运维方法和系统，包括数字孪生卫星在轨状态监测模块设计、数字孪生卫星在轨故障处理模块设计和数字孪生卫星在轨故障预测模块设计，能够在一定程度上提升卫星故障修复工艺的准确性，进而提升在轨卫星的运维能力。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述仅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 (8)
1.一种数字孪生卫星在轨运维方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
2.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星在轨运维方法，其特征在于，所述步骤(1)、数字孪生卫星在轨状态监测，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，具体实现如下：
(1.1)基于太空运行卫星的实体结构，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的几何结构，包括卫星整体外形、内部各载荷模块外形以及太阳翼外形；
(1.2)基于太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，即将太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性代码化，并将其作为地面数字孪生卫星虚拟模型轨道运行、太阳翼伸展、内部各载荷模块逻辑的控制代码；
(1.3)基于太空运行卫星的遥测数据，驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，即在地面数字孪生卫星虚拟模型中实时展示太空运行卫星的状态数据，当太空运行卫星出现故障时，能够在地面数字孪生卫星虚拟模型中高亮并放大显示故障部件，且直接调出该故障部件最近一段时间内的所有运行数据。
3.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星在轨运维方法，其特征在于，所述步骤(2)、数字孪生卫星在轨故障处理，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星，具体实现如下：
(2.1)当太空运行卫星出现故障时，地面数字孪生卫星首先根据事先设置好的故障自动处理流程开展故障的尝试性修复，并将尝试性故障修复工艺发送给地面模拟卫星；
(2.2)地面模拟卫星根据尝试性故障修复工艺开展故障修复工作，并将尝试性故障修复结果反馈给地面数字孪生卫星，地面数字孪生卫星判断故障是否完成修复，如果没有完成修复，则进入(2.3)，否则，进入(2.4)；
(2.3)在人为参与下对事先设置好的故障自动处理流程进行参数化配置，使该流程更复合故障实际情况，同时在地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间进行尝试性故障修复工艺的迭代；
(2.4)地面数字孪生卫星将可行的故障修复工艺发送给太空运行卫星，并通过太空运行卫星下发的遥测数据驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，判断故障是否修复，如果没有完成修复，则返回(2.3)。
4.根据权利要求1所述的一种数字孪生卫星在轨运维方法，其特征在于，所述步骤(3)、数字孪生卫星在轨故障预测，地面数字孪生卫星按照比太空运行卫星快的节拍运行，当预测到故障发生时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复，具体实现如下：
(3.1)地面数字孪生卫星是太空运行卫星在虚拟世界的精准映射体，包括几何外形，内部的控制逻辑，在此前提下，人为设定预定的节拍，使地面数字孪生卫星比太空运行卫星提前运行，对可能出现的故障进行预演和预判；
(3.2)当判断出现故障时，按照步骤(2)中的数字孪生卫星在轨故障处理进行故障的修复。
5.一种数字孪生卫星在轨运维系统，其特征在于，包括：
数字孪生卫星在轨状态监测模块，该模块基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测；
数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星；
数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
6.根据权利要求5所述的一种数字孪生卫星在轨运维系统，其特征在于，所述数字孪生卫星在轨状态监测模块，基于太空运行卫星实体构建地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，具体实现如下：
(1.1)基于太空运行卫星的实体结构，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的几何结构，包括卫星整体外形、内部各载荷模块外形以及太阳翼外形；
(1.2)基于太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，构建地面数字孪生卫星虚拟模型的轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性，即将太空运行卫星轨道属性、太阳翼伸展属性、内部各载荷模块逻辑控制属性代码化，并将其作为地面数字孪生卫星虚拟模型轨道运行、太阳翼伸展、内部各载荷模块逻辑的控制代码；
(1.3)基于太空运行卫星的遥测数据，驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，实现对太空运行卫星状态的监测，即在地面数字孪生卫星虚拟模型中实时展示太空运行卫星的状态数据，当太空运行卫星出现故障时，能够在地面数字孪生卫星虚拟模型中高亮并放大显示故障部件，且直接调出该故障部件最近一段时间内的所有运行数据。
7.根据权利要求5所述的一种数字孪生卫星在轨运维系统，其特征在于，所述数字孪生卫星在轨故障处理模块，当太空运行卫星出现故障时，由地面数字孪生卫星和地面模拟卫星共同完成故障修复工艺的测试和生成，并发送给太空运行卫星，具体实现如下：
(2.1)当太空运行卫星出现故障时，地面数字孪生卫星首先根据事先设置好的故障自动处理流程开展故障的尝试性修复，并将尝试性故障修复工艺发送给地面模拟卫星；
(2.2)地面模拟卫星根据尝试性故障修复工艺开展故障修复工作，并将尝试性故障修复结果反馈给地面数字孪生卫星，地面数字孪生卫星判断故障是否完成修复，如果没有完成修复，则进入(2.3)，否则，进入(2.4)；
(2.3)在人为参与下对事先设置好的故障自动处理流程进行参数化配置，使该流程更复合故障实际情况，同时在地面数字孪生卫星与地面模拟卫星之间进行尝试性故障修复工艺的迭代；
(2.4)地面数字孪生卫星将可行的故障修复工艺发送给太空运行卫星，并通过太空运行卫星下发的遥测数据驱动地面数字孪生卫星虚拟模型，判断故障是否修复，如果没有完成修复，则返回(2.3)。
8.根据权利要求5所述的一种数字孪生卫星在轨运维系统，其特征在于，所述数字孪生卫星在轨故障预测模块，在该模块中地面数字孪生卫星比太空运行卫星快节拍运行，当预测到故障发生时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复，具体实现如下：
(3.1)地面数字孪生卫星是太空运行卫星在虚拟世界的精准映射体，包括几何外形，内部的控制逻辑，在此前提下，人为设定预定的节拍，使地面数字孪生卫星比太空运行卫星提前运行，对可能出现的故障进行预演和预判；
(3.2)当判断出现故障时，按照数字孪生卫星在轨故障处理模块进行故障的修复。
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113111438B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113761652A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-07 | 上海卫星工程研究所 | 深空探测在轨工程可视化监视及展示任务设计方法及系统 |
| CN115391924A (zh) * | 2022-11-01 | 2022-11-25 | 北京航空航天大学 | 一种数字孪生环境下智能卫星的深度强化学习设计方法 |
| CN115801099A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-03-14 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 基于卫星的远程设备监控方法、装置及存储介质 |
| CN115902953A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-04-04 | 重庆邮电大学 | 一种基于数字孪生的卫星状态监测方法 |
| CN116090243A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-05-09 | 数字太空(北京)科技股份公司 | 一种卫星虚拟控制教学平台及方法 |
| CN116227561A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-06-06 | 电子科技大学 | 一种基于数字孪生和容器技术的卫星轨道误差预测方法 |
| CN118244744A (zh) * | 2024-05-29 | 2024-06-25 | 济南二机床集团有限公司 | 一种冲压线远程诊断调试系统及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110032168A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-19 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于数字双胞胎的在轨卫星状态监测与预测方法及系统 |
| CN111103810A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-05 | 北京控制工程研究所 | 基于原型数字双胞胎架构的航天器gnc系统仿真试验方法 |
| WO2020245491A1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | Wärtsilä Finland Oy | Method and apparatus for controlling fresh water generation system of marine vessel |
| CN112132359A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-25 | 北京航空航天大学 | 一种数字孪生卫星脉动式总装车间设计方法及系统 |
-
2021
- 2021-04-16 CN CN202110414504.8A patent/CN113111438B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110032168A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-19 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于数字双胞胎的在轨卫星状态监测与预测方法及系统 |
| WO2020245491A1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | Wärtsilä Finland Oy | Method and apparatus for controlling fresh water generation system of marine vessel |
| CN111103810A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-05 | 北京控制工程研究所 | 基于原型数字双胞胎架构的航天器gnc系统仿真试验方法 |
| CN112132359A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-25 | 北京航空航天大学 | 一种数字孪生卫星脉动式总装车间设计方法及系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DUANSEN SHANGGUAN等: ""A Digital Twin-Based Approach for the Fault Diagnosis and Health Monitoring of a Complex Satellite System"", 《SYMMETRY IN MECHANICAL ENGINEERING》 * |
| 刘蔚然等: "数字孪生卫星:概念、关键技术及应用", 《计算机集成制造系统》 * |
| 张玉良等: "面向航天器在轨装配的数字孪生技术", 《导航与控制》 * |
| 缪远明等: "硬X射线调制望远镜卫星数字伴飞系统设计与应用", 《航天器工程》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113761652B (zh) * | 2021-08-18 | 2023-09-15 | 上海卫星工程研究所 | 深空探测在轨工程可视化监视及展示任务设计方法及系统 |
| CN113761652A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-07 | 上海卫星工程研究所 | 深空探测在轨工程可视化监视及展示任务设计方法及系统 |
| CN115902953A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-04-04 | 重庆邮电大学 | 一种基于数字孪生的卫星状态监测方法 |
| CN115902953B (zh) * | 2022-10-25 | 2024-04-05 | 重庆邮电大学 | 一种基于数字孪生的卫星状态监测方法 |
| CN115391924A (zh) * | 2022-11-01 | 2022-11-25 | 北京航空航天大学 | 一种数字孪生环境下智能卫星的深度强化学习设计方法 |
| CN115391924B (zh) * | 2022-11-01 | 2023-03-03 | 北京航空航天大学 | 一种数字孪生环境下智能卫星的深度强化学习设计方法 |
| CN115801099A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-03-14 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 基于卫星的远程设备监控方法、装置及存储介质 |
| CN115801099B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-05-23 | 银河航天(北京)网络技术有限公司 | 基于卫星的远程设备监控方法、装置及存储介质 |
| CN116090243A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-05-09 | 数字太空(北京)科技股份公司 | 一种卫星虚拟控制教学平台及方法 |
| CN116227561A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-06-06 | 电子科技大学 | 一种基于数字孪生和容器技术的卫星轨道误差预测方法 |
| CN116227561B (zh) * | 2023-02-17 | 2023-09-12 | 电子科技大学 | 一种基于数字孪生和容器技术的卫星轨道误差预测方法 |
| WO2024168939A1 (zh) * | 2023-02-17 | 2024-08-22 | 电子科技大学 | 一种基于数字孪生和容器技术的卫星轨道误差预测方法 |
| CN118244744A (zh) * | 2024-05-29 | 2024-06-25 | 济南二机床集团有限公司 | 一种冲压线远程诊断调试系统及方法 |
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