CN116305843A - 一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法和装置，所述方法包括：获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。

Description

一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法和装置

技术领域

本发明涉及航天测控仿真技术领域，尤其涉及一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法和装置。

背景技术

航天器轨道是空间飞行任务中一个基本要素，轨道设计与计算是一项重要且复杂的工作，进行航天器轨道动力学的仿真研究具有重大的应用价值和军事意义。相关技术中，通过构建三维数字地球模型，建立在轨卫星数据库，计算在轨卫星的位置和轨道，并将在轨卫星的位置和轨道数据传给背景框架进行实时展示。但相关技术中仅对在轨卫星进行轨道模拟计算且算法单一，全面性和通用性较差，仿真效率较低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。本发明的另一个目的在于提供一种基于多任务并行的航天动力学仿真装置。本发明的再一个目的在于提供一种计算机可读介质。本发明的还一个目的在于提供一种计算机设备。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法，包括：

获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；

响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

可选地，仿真任务包括至少一个仿真操作；

响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，包括：

响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据；

根据每个仿真操作对应的仿真数据，生成仿真任务对应的仿真结果。

可选地，仿真操作为设置航天时间参数操作，操作指令包括设置时间参数指令，仿真数据包括发射弹道数据；

响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的航天时间参数，航天时间参数包括火箭起飞时刻和星箭分离时刻；

基于火箭起飞时刻和星箭分离时刻，根据预先设置的仿真任务配置文件，生成基于火箭起飞时刻的发射弹道数据。

可选地，仿真操作为飞行换段操作，操作指令包括换段指令，仿真数据包括轨道预报数据；

响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的飞行阶段；

根据飞行阶段，确定出换段仿真方式，换段仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式；

通过换段仿真方式，根据运行数据进行轨道预报仿真计算，得到轨道预报数据。

可选地，仿真操作为轨道控制操作，操作指令包括轨道控制指令，仿真数据包括轨道控制结果；

响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的轨道控制参数；

通过预先设置的轨道控制仿真模型，根据轨道控制参数和运行数据进行轨道控制，得到轨道控制结果。

可选地，方法还包括：

响应于航天器客户端发送的断点保存命令，保存当前的断点信息；

将断点信息发送至航天器客户端。

可选地，方法还包括：

接收航天器客户端发送的断点启动命令和断点信息，断点信息包括断点保存时间点、数学模型和仿真任务；

基于断点保存时间点和数学模型，启动执行仿真任务。

本发明还公开了一种基于多任务并行的航天动力学仿真装置，包括：

获取单元，用于获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；

仿真任务并行单元，用于响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法。

本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。

本发明获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真系统的运行管理图；

图2为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种执行设置航天时间参数操作的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种执行飞行换段操作的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种执行轨道控制操作的流程图；

图6为本发明实施例提供的一种执行姿态控制操作的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种执行仿真跳时操作的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种执行仿真推进操作的流程图；

图9为本发明实施例提供的一种执行卫星姿态仿真操作的流程图；

图10为本发明实施例提供的一种执行交会对接仿真操作的流程图；

图11为本发明实施例提供的一种对仿真任务进行断点保存方法的流程图；

图12为本发明实施例提供的一种对仿真任务进行断点启动方法的流程图；

图13为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真装置的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的相关内容进行说明。本发明提供的基于多任务并行的航天动力学仿真方法是一种无固定模式的轨道动力学计算方法，本身不预设任何飞行时序动作，飞行阶段、模型参数等信息由用户依据任务实际情况进行装订，由航天器客户端基于真实任务要求动态设置飞行时序动作，航天动力学仿真装置响应操作指令，根据运行数据并行执行至少一个仿真任务，输出每个仿真任务对应的仿真结果。本发明还提供远程服务调用形式的接口，驱动航天动力学仿真装置开展轨道、姿态、敏感器仿真计算，输出计算出的仿真结果。本发明还提供基于仿真配置要求的自动组装算法，可从统一的动力学仿真模型库中自动选择适用的算法模块，组装后提供动力学仿真功能，通过不同的仿真任务配置文件，启动多个仿真计算实例，并行进行多个任务的动力学仿真，为用户提供轨道姿态计算服务。

本发明向航天器仿真开发者提供一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法和装置，基于配置的方式自动选择适用的动力学算法模块，组装后提供动力学仿真功能，通过远程服务调用动力学仿真装置提供的各类应用程序接口(API)，驱动航天动力学仿真装置进行各类计算，达到多任务并行仿真的目的，具备很强的通用性。

图1为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真系统的运行管理图，如图1所示，该系统包括：至少一个航天器客户端100、航天动力学仿真装置200，航天器客户端100和航天动力学仿真装置200之间可以进行通信。作为一种可选方案，航天动力学仿真装置200为动力学仿真软件。

如图1所示，用户通过至少一个航天器客户端100发起仿真任务，包括任务1至任务N；航天器客户端100将仿真任务发送至航天动力学仿真装置200；航天器客户端100还可以向航天动力学仿真装置200发送启动仿真任务指令或停止仿真任务指令，以供航天动力学仿真装置200响应于启动仿真任务指令或停止仿真任务指令控制仿真任务的启动或停止。

本发明实施例中，航天动力学仿真装置200包括仿真模型库210、仿真交互接口库220、至少一个仿真计算软件230和仿真管理软件240。

仿真模型库210用于提供多种数学模型，数学模型包括但不限于轨道预报模型、卫星姿态仿真模型、敏感器仿真模型、轨道控制仿真模型、姿态控制仿真模型、交会对接仿真模型，实现近地、地月、地火航天飞行任务的动力学仿真，实现为组件函数库，是仿真模型组装管理和动力学仿真计算的基础。

值得说明的是，仿真模型库210中的数学模型为现有的成熟数学模型，在此不再赘述。

仿真交互接口库220以函数库的形式实现，封装了航天动力学仿真装置200接口数据交互细节，为航天动力学仿真装置200提供服远程服务调用形式的编程接口，驱动航天动力学仿真装置200进行轨道、姿态、敏感器仿真计算，输出计算结果。仿真交互接口库220使用标准HTTP协议传输数据，数据封装格式为JSON。

值得说明的是，航天动力学仿真装置200还提供功能函数编程接口，包括但不限于时间转换、坐标转换、姿态转换、轨道参数转换、基础数学计算等常用工具类功能函数编程接口，航天动力学仿真装置200可以直接调用，进行相关的数据转换和计算。

至少一个仿真计算软件230包括多个实例(实例1至实例N)，基于仿真模型库210提供的数学模型，读取仿真管理软件240生成的仿真任务配置文件，接收仿真交互接口库220发送的操作指令，进行近地、地月、地火航天飞行任务的动力学仿真计算，输出轨道、姿态、敏感器仿真数据，响应仿真交互接口库220发送的操作指令，进行轨道控制、姿态控制仿真计算。使用数据库存储仿真计算结果，便于数据查询和导出。

仿真管理软件240主要实现仿真模型组装配置、仿真任务运行管理、运行状态监控等功能。提供图形化界面，配置仿真任务参数，包括但不限于飞行阶段、飞行器参数、发动机参数、敏感器参数等信息，生成仿真任务配置文件；接收仿真交互接口库220发送的启动仿真任务指令/停止仿真任务指令，启动/停止指定仿真任务的仿真计算软件，实现仿真任务运行管理功能；提供图形化界面，监视各个任务的仿真计算软件230运行状态，基于数据库提供仿真计算结果、系统运行状态数据的查询和导出功能。

本发明实施例中，航天动力学仿真装置200以多实例的方式支持多个仿真任务的并发仿真。在统一的仿真模型库210基础上，启动多个仿真计算软件进程，通过不同的仿真任务配置文件，并行进行多个任务的动力学仿真。本发明提供无固定模式的轨道动力学计算服务，本身不预设任何飞行时序动作，飞行阶段、模型参数等信息由用户依据任务实际情况进行装订，由航天器客户端100基于真实任务要求动态设置飞行时序动作，航天动力学仿真装置200响应操作命令，更换仿真计算状态，输出仿真计算结果。

下面以基于多任务并行的航天动力学仿真装置作为执行主体为例，说明本发明实施例提供的基于多任务并行的航天动力学仿真方法的实现过程。可理解的是，本发明实施例提供的基于多任务并行的航天动力学仿真方法的执行主体包括但不限于基于多任务并行的航天动力学仿真装置。

图2为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤101、获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据。

本发明实施例中，仿真任务包括至少一个仿真操作。

步骤102、响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

值得说明的是，本申请中技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。本申请实施例中的用户信息均是通过合法合规途径获得，并且对用户信息的获取、存储、使用、处理等经过客户授权同意的。

本发明实施例提供的技术方案中，获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。

本发明实施例提供了又一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法，该方法包括：

步骤201、获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据，仿真任务包括至少一个仿真操作。

本发明实施例中，各步骤由基于多任务并行的航天动力学仿真装置执行。

本发明实施例中，用户通过航天器客户端根据实际需求设置飞行时序动作生成仿真任务，通过航天器客户端发送仿真任务，仿真任务包括任务执行的操作指令和任务执行所需的运行数据；仿真任务至少包括一个仿真操作，仿真操作包括但不限于设置航天时间参数操作、飞行换段操作、轨道控制操作、姿态控制操作、仿真跳时操作、仿真推进操作、敏感模拟操作、卫星姿态仿真操作和交会对接仿真操作。

步骤202、响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据。

本发明实施例中，仿真任务执行时首先根据任务需求，配置飞行参数及飞行阶段，准备就绪后，航天动力学仿真装置进行仿真推演，获取航天器客户端发送的仿真任务的运行数据。当有多个航天器客户端发送仿真任务时，航天动力学仿真装置接收到多个仿真任务，航天动力学仿真装置能够对多个仿真任务并行执行，得到每个仿真任务对应的仿真结果，从而提高仿真任务的执行效率。其中，一个仿真任务中包括至少一个仿真操作，本发明以一个仿真任务为例，详细说明仿真任务的执行过程。

本发明实施例中，在运行前需要对航天器参数进行配置，生成仿真任务配置文件。仿真任务配置文件包括但不限于参数配置、航天器飞行阶段及各阶段轨道计算类型、仿真任务时间、外部通信参数等信息。参数配置为对飞行器质量特性、发动机参数、敏感器参数等的配置，其中，飞行器质量特性包括但不限于飞行器质量、质心、转动惯量等；发动机参数包括但不限于发动机的个数、安装位置、安装角、发动机推力等；敏感器参数包括但不限于敏感器个数、类型、安装位置、安装角、视场角以及测量误差等。初始状态设置就绪后，等待航天器客户端的操作指令，根据时钟进行步进或跳时仿真，并给出仿真数据(轨道、姿态、敏感器测量数据等)。

本发明实施例中，仿真操作包括但不限于设置航天时间参数操作、飞行换段操作、轨道控制操作、姿态控制操作、仿真跳时操作、仿真推进操作、敏感模拟操作、卫星姿态仿真操作和交会对接仿真操作。

当仿真操作为设置航天时间参数操作，操作指令包括设置时间参数指令，仿真数据包括发射弹道数据。图3为本发明实施例提供的一种执行设置航天时间参数操作的流程图，如图3所示，步骤202具体包括：

步骤2021、获取航天器客户端发送的航天时间参数。

本发明实施例中，航天时间参数包括火箭起飞时刻T0和星箭分离时刻TF。

步骤2022、基于火箭起飞时刻和星箭分离时刻，根据预先设置的仿真任务配置文件，生成基于火箭起飞时刻的发射弹道数据。

本发明实施例中，发射弹道是运载火箭从地面起飞直到把航天器送入预定轨道的过程中所经由的轨迹。

具体地，以火箭起飞时刻T0和星箭分离时刻TF为基准时刻，根据仿真任务配置文件进行插值计算，得到基于火箭起飞时刻的发射弹道数据。基于火箭起飞时刻的发射弹道数据包括但不限于发射弹道的姿态、时间、位置和速度。

进一步地，缓存基于火箭起飞时刻的发射弹道数据。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为飞行换段操作，操作指令包括换段指令，仿真数据包括轨道预报数据。

图4为本发明实施例提供的一种执行飞行换段操作的流程图，如图4所示，步骤202具体包括：

步骤2121、获取航天器客户端发送的飞行阶段。

本发明实施例中，飞行阶段是航天器客户端预先配置的，飞行阶段包括发射阶段、运行阶段和返回阶段。

步骤2122、根据飞行阶段，确定出换段仿真方式，换段仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式。

本发明实施例中，根据飞行阶段确定出对应的换段仿真方式。值得说明的是，不同飞行阶段有对应的换段仿真方式，本发明实施例对飞行阶段对应的换段仿真方式不作限定。换段仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式，其中，数学模型为轨道预报模型。

步骤2123、通过换段仿真方式，根据运行数据进行轨道预报仿真计算，得到轨道预报数据。

具体地，若换段仿真方式为数据插值方式，则从仿真任务配置文件读取星历、姿态数据，根据星历、姿态数据和运行数据进行插值计算，得到轨道预报数据。

具体地，若换段仿真方式为数学模型方式，数学模型为轨道预报模型，则将运行数据输入轨道预报模型进行轨道预报仿真计算，得到轨道预报数据。

进一步地，缓存轨道预报数据。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为轨道控制操作，操作指令包括轨道控制指令，仿真数据包括轨道控制结果。

图5为本发明实施例提供的一种执行轨道控制操作的流程图，如图5所示，步骤202具体包括：

步骤2221、获取航天器客户端发送的轨道控制参数。

本发明实施例中，轨道控制参数是航天器客户端预先配置的。

步骤2222、通过预先设置的轨道控制仿真模型，根据轨道控制参数和运行数据进行轨道控制，得到轨道控制结果。

具体地，将轨道控制参数和运行数据输入轨道控制仿真模型进行轨道控制，得到轨道控制结果。

步骤2223、将姿态控制结果发送至航天器客户端。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为姿态控制操作，操作指令包括姿态控制指令，仿真数据包括姿态控制结果。

图6为本发明实施例提供的一种执行姿态控制操作的流程图，如图6所示，步骤202具体包括：

步骤2321、获取航天器客户端发送的姿态控制参数。

本发明实施例中，姿态控制参数是航天器客户端预先配置的。

步骤2322、通过预先设置的姿态控制仿真模型，根据姿态控制参数和运行数据进行姿态控制，得到姿态控制结果。

具体地，将姿态控制参数和运行数据输入姿态控制仿真模型进行姿态控制，得到姿态控制结果。

步骤2323、将姿态控制结果发送至航天器客户端。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为仿真跳时操作，操作指令包括跳时指令，仿真数据包括轨道预报数据。

图7为本发明实施例提供的一种执行仿真跳时操作的流程图，如图7所示，步骤202具体包括：

步骤2421、获取航天器客户端发送的轨道根数。

本发明实施例中，轨道根数是航天器客户端预先配置的，轨道根数(或称轨道要素或轨道参数)是描述在牛顿运动定律和牛顿万有引力定律的作用下的天体或航天器，在其开普勒轨道上运动时，确定其轨道所必要的6个参数。

步骤2422、通过预先设置的轨道预报模型，根据轨道根数和运行数据进行轨道预报仿真计算，得到姿态控制结果。

具体地，将轨道根数和运行数据输入轨道预报模型进行姿态控制，得到姿态控制结果，得到姿态控制结果。

进一步地，缓存轨道预报数据。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为仿真推进操作，操作指令包括推进指令，仿真数据包括轨道预报数据。

图8为本发明实施例提供的一种执行仿真推进操作的流程图，如图8所示，步骤202具体包括：

步骤2521、获取航天器客户端发送的仿真时间。

本发明实施例中，仿真时间是航天器客户端预先配置的。

步骤2522、通过指定的推进仿真方式，根据仿真时间和运行数据进行仿真计算，得到基于仿真时间的仿真轨道预报数据。

本发明实施例中，可以从仿真任务配置文件中获取指定的推进仿真方式，推进仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式。其中，数学模型为轨道预报模型。

具体地，若推进仿真方式为数据插值方式，则从仿真任务配置文件读取预装的弹道、星历数据，根据仿真时间、预装的弹道、星历数据和运行数据进行插值计算，得到基于仿真时间的仿真轨道预报数据。

具体地，若推进仿真方式为数学模型方式，数学模型为轨道预报模型，则将缓存的预报数据、仿真时间和运行数据输入轨道预报模型进行轨道预报仿真计算，得到基于仿真时间的仿真轨道预报数据。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为敏感器模拟操作，操作指令包括敏感器模拟指令，仿真数据包括敏感器测量数据。

步骤202具体包括：通过敏感器仿真模型，根据运行数据进行敏感器测量数据仿真，得到敏感器测量数据。具体地，将运行数据输入敏感器仿真模型，输出敏感器测量数据。

本发明实施例中，敏感器仿真模型提供不同类型敏感器测量数据生成功能，包括但不限于星敏、太敏、陀螺、雷达、加速度计、红外、激光等敏感器的测量数据生成，并提供敏感器配置接口。敏感器仿真模型的星敏感器模块模拟星敏感器对星测量数据生成；太敏模块模拟太阳敏感器对太阳相关的测量信息生成；陀螺模块模拟陀螺姿态信息生成；雷达模块模拟雷达对目标的测量数据生成；加速度计模块模拟对航天器加速度测量信息的生成；敏感器配置接口用于实现敏感器参数配置和更改。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为卫星姿态仿真操作，操作指令包括姿态仿真指令，仿真数据包括姿态数据。

图9为本发明实施例提供的一种执行卫星姿态仿真操作的流程图，如图9所示，步骤202具体包括：

步骤2621、获取航天器客户端发送的姿态模式。

本发明实施例中，姿态模式是航天器客户端预先配置的。

步骤2622、通过卫星姿态仿真模型，根据姿态模式和运行数据进行仿真计算，得到航天器的姿态数据。

具体地，将姿态模式和运行数据输入卫星姿态仿真模型进行仿真计算，得到航天器的姿态数据。航天器的姿态数据包括但不限于对地定向姿态数据和对日定向姿态数据。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

当仿真操作为交会对接仿真操作，操作指令包括对接指令，仿真数据包括对接数据。

图10为本发明实施例提供的一种执行交会对接仿真操作的流程图，如图10所示，步骤202具体包括：

步骤2721、获取航天器客户端发送的航天器状态数据。

本发明实施例中，航天器状态数据包括目标航天器的状态数据和自身航天器的状态数据。航天器状态数据是航天器客户端预先配置的。

步骤2722、通过交会对接仿真模型，根据航天器状态数据和运行数据进行仿真计算，得到航天器的对接数据。

具体地，将航天器状态数据和运行数据输入交会对接仿真模型进行仿真计算，得到航天器的对接数据。航天器的对接数据包括但不限于交会对接过程中相对运动、姿态参数。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

进一步地，若在仿真任务运行过程中需要暂停或保存当前参数，可以通过航天器客户端发送断点保存命令。图11为本发明实施例提供的一种对仿真任务进行断点保存方法的流程图，如图11所示，该方法包括：

步骤301、响应于航天器客户端发送的断点保存命令，保存当前的断点信息。

本发明实施例中，按照断点保存命令，保存当前的断点信息。当前的断点信息包括但不限于断点保存时间点、数学模型和仿真任务，仿真任务中包括当前的所有数据。

步骤302、将断点信息发送至航天器客户端。

本发明实施例中，将断点信息发送至航天器客户端，以供航天器客户端对断点信息进行保存。

值得说明的是，断点保存后，仿真任务可以继续执行，也可以响应于航天器客户端发送的停止仿真任务指令，停止执行仿真任务。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

进一步地，若需要从保存的断点处开始执行仿真任务，可以通过航天器客户端发送断点启动命令。图12为本发明实施例提供的一种对仿真任务进行断点启动方法的流程图，如图12所示，该方法包括：

步骤401、接收航天器客户端发送的断点启动命令和断点信息，断点信息包括断点保存时间点、数学模型和仿真任务。

步骤402、基于断点保存时间点和数学模型，启动执行仿真任务。

本发明实施例中，按照断点保存时间点，启动数学模型和仿真任务。具体地，按照仿真任务在断点保存时间点时的数据启动并执行仿真任务。

进一步地，将仿真任务执行过程中的日志数据存储至数据库，便于事后查询分析。

本发明设计了基于仿真配置要求的自动组装算法，可从动力学仿真模型库中自动选择适用的数学模型，组装后提供动力学仿真功能，通过不同的仿真任务配置文件，启动多个仿真计算实例，并行进行多个任务的动力学仿真。

本发明实施例提供的基于多任务并行的航天动力学仿真方法的技术方案中，获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。

图13为本发明实施例提供的一种基于多任务并行的航天动力学仿真装置的结构示意图，该装置用于执行上述基于多任务并行的航天动力学仿真方法，如图13所示，该装置包括：获取单元11和仿真任务并行单元12。

获取单元11用于获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据。

仿真任务并行单元12用于响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

本发明实施例中，仿真任务包括至少一个仿真操作；仿真任务并行单元12具体用于响应于操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据；根据每个仿真操作对应的仿真数据，生成仿真任务对应的仿真结果。

本发明实施例中，仿真操作为设置航天时间参数操作，操作指令包括设置时间参数指令，仿真数据包括发射弹道数据；仿真任务并行单元12具体用于获取航天器客户端发送的航天时间参数，航天时间参数包括火箭起飞时刻和星箭分离时刻；基于火箭起飞时刻和星箭分离时刻，根据预先设置的仿真任务配置文件，生成基于火箭起飞时刻的发射弹道数据。

本发明实施例中，仿真操作为飞行换段操作，操作指令包括换段指令，仿真数据包括轨道预报数据；仿真任务并行单元12具体用于获取航天器客户端发送的飞行阶段；根据飞行阶段，确定出换段仿真方式，换段仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式；通过换段仿真方式，根据运行数据进行轨道预报仿真计算，得到轨道预报数据。

本发明实施例中，仿真操作为轨道控制操作，操作指令包括轨道控制指令，仿真数据包括轨道控制结果；仿真任务并行单元12具体用于获取航天器客户端发送的轨道控制参数；通过预先设置的轨道控制仿真模型，根据轨道控制参数和运行数据进行轨道控制，得到轨道控制结果。

本发明实施例中，该装置还包括：断点保存单元13和发送单元14。

保存单元13用于响应于航天器客户端发送的断点保存命令，保存当前的断点信息。

发送单元14用于将断点信息发送至航天器客户端。

本发明实施例中，该装置还包括：接收单元15和断点启动单元16。

接收单元15用于接收航天器客户端发送的断点启动命令和断点信息，断点信息包括断点保存时间点、数学模型和仿真任务。

断点启动单元16用于基于断点保存时间点和数学模型，启动执行仿真任务。

本发明实施例的方案中，获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，仿真任务包括操作指令和运行数据；响应于操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，通过对至少一个航天器客户端发送的仿真任务进行多任务并行仿真，提高仿真的全面性和通用性，进而提升仿真效率。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储包括程序指令的信息，处理器用于控制程序指令的执行，程序指令被处理器加载并执行时实现上述基于多任务并行的航天动力学仿真方法的实施例的各步骤，具体描述可参见上述基于多任务并行的航天动力学仿真方法的实施例。

下面参考图14，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。

如图14所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有计算机设备600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，所述仿真任务包括操作指令和运行数据；

响应于所述操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

2.根据权利要求1所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述仿真任务包括至少一个仿真操作；

所述响应于所述操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果，包括：

响应于所述操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据；

根据每个仿真操作对应的仿真数据，生成所述仿真任务对应的仿真结果。

3.根据权利要求2所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述仿真操作为设置航天时间参数操作，所述操作指令包括设置时间参数指令，所述仿真数据包括发射弹道数据；

所述响应于所述操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的航天时间参数，所述航天时间参数包括火箭起飞时刻和星箭分离时刻；

基于所述火箭起飞时刻和星箭分离时刻，根据预先设置的仿真任务配置文件，生成基于所述火箭起飞时刻的发射弹道数据。

4.根据权利要求2所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述仿真操作为飞行换段操作，所述操作指令包括换段指令，所述仿真数据包括轨道预报数据；

所述响应于所述操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的飞行阶段；

根据所述飞行阶段，确定出换段仿真方式，所述换段仿真方式包括数据插值方式和数学模型方式；

通过换段仿真方式，根据所述运行数据进行轨道预报仿真计算，得到轨道预报数据。

5.根据权利要求2所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述仿真操作为轨道控制操作，所述操作指令包括轨道控制指令，所述仿真数据包括轨道控制结果；

所述响应于所述操作指令，根据运行数据，执行至少一个仿真操作，得到每个仿真操作对应的仿真数据，包括：

获取航天器客户端发送的轨道控制参数；

通过预先设置的轨道控制仿真模型，根据所述轨道控制参数和运行数据进行轨道控制，得到轨道控制结果。

6.根据权利要求1所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于航天器客户端发送的断点保存命令，保存当前的断点信息；

将所述断点信息发送至航天器客户端。

7.根据权利要求1所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收航天器客户端发送的断点启动命令和断点信息，所述断点信息包括断点保存时间点、数学模型和仿真任务；

基于所述断点保存时间点和数学模型，启动执行所述仿真任务。

8.一种基于多任务并行的航天动力学仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取至少一个航天器客户端发送的仿真任务，所述仿真任务包括操作指令和运行数据；

仿真任务并行单元，用于响应于所述操作指令，根据运行数据，并行执行至少一个仿真任务，得到每个仿真任务对应的仿真结果。

9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现权利要求1至7任一项所述的基于多任务并行的航天动力学仿真方法。

Images