基于C#的卫星轨道解算研究

通过对空间坐标系进行分析,建立了卫星轨道计算空间模型.结合两行轨道报数据(TLE),利用C#编写软件程序对该空间模型进行了验证,并对结果进行了分析.结果表明,该模型解算结果正确,满足空间目标轨道预报要求.     

基于BIM+Cesium三维可视化校园系统的设计与实现

构建具备“三维可视化”、“信息化”、“数字化”特征的校园平台是智慧校园建设的基础点,现有校园平台大多使用传统建模工具融合C/S架构的GIS平台搭建,缺乏模型信息统一整合、趋于平面化且可视化水平较低、不具备跨平台等问题;BIM技术因其数据整合模式有效提高了建筑业信息化水平,文章结合BIM技术二三维信息整合及WebGIS-Cesium框架免插件、可跨平台的优点,以本校作为建模原型借助Revit软件建模及二次开发、文件流等技术,基于B/S架构开发兼备可视化、信息化及跨平台能力的校园平台,实现了地图显示模块、建筑物信息查询模块、空间GIS模块、地物对应查询模块及其子功能;通过测试,设计的系统工作可靠可行,满足校园平台需求。     

基于OpenGL的卫星轨道可视化技术研究

在VC 6.0环境中运用OpenGL开发实现具有交互功能的卫星轨道预测并进行三维显示.介绍了实现可视化过程所需的几个关键技术.     

基于OpenGL实现火箭弹道及卫星轨道三维可视化

基于OpenGL和Visual C 编程技术,开发了火箭弹道及卫星轨道三维可视化系统.软件含接口、控制、仿真等模块,具有较强的可移植性和人机交互能力.论述了软件的系统结构、关键技术、实现步骤.     

利用OpenGL技术实现的卫星轨道可视化

论述了在Windows平台下使用Visual C 和OpenGL图形库,实现卫星轨道数据的三维可视化显示的疗法,并且介绍了实现卫星轨道可视化的几个关键技术。     

一种空间飞行器的多目标机动策略模型

为了满足航天器对多目标轨道飞行机动方式和机动策略的要求,在轨道动力学基础上,时机动性能进行分析和解算,对可行的机动轨道进行了评估,提出了针对特定空间区域的轨道机动策略集,提出用控制域作为空间机动平台的导航、制导参考模型.仿真结果表明,该方法简单有效,模型的参考意义强.     

面向观测任务的小卫星轨道仿真优化设计

研究对地观测小卫星轨道设计问题,是以区域覆盖性能为优化目标,对小卫星进行轨道设计。传统轨道设计方法要建立复杂的轨道动力学模型,优化过程计算量大、效率低,优化结果对不确定因素考虑不足。针对以上问题,结合遗传算法(GA)与灵敏度分析对面向区域观测任务的小卫星轨道进行优化设计。通过连接STK与VC实现覆盖性能计算,利用遗传算法实现小卫星轨道优化,采用灵敏度分析方法研究优化后的轨道参数变化对覆盖性能的影响程度。仿真结果表明优化后的小卫星轨道满足设计要求,能够达到覆盖性能最优。仿真结论,改进方法简单有效,优化效率高,可为实际工程中的小卫星轨道设计提供借鉴。     

空间飞行器轨道仿真验证反演方法研究

对空间飞行器轨道进行仿真验证,是轨道方案设计与性能评估的重要途径之一,其可信性在模型验证与确认中具有重要作用。基于轨道仿真序列图像的空间飞行器轨道验证反演方法,通过对不同高度类型的空间飞行器轨道进行可视化建模与仿真,把得到的仿真图像序列与成像系统参数相结合,计算出空间飞行器测角坐标,然后通过空间关系分析,构建关于真平均运动角速度与视平均运动角速度的约束方程,把对空间飞行器轨道运动状态参数的解算,归结为根据轨道仿真图像序列计算空间飞行器测角坐标和根据测角坐标确定观测斜距,解决了利用图像数据进行非合作空间飞行器轨道反演验证过程中轨道初始参数的确定问题。     

昆明市西山区三维GIS防灾减灾系统的实现

地理信息系统(GIS)可以为气象服务提供基础信息空间分析,特别是三维GIS的应用,增强了气象信息可视化。基于此,主要阐述了如何将三维GIS与气象信息进行结合、分析、研究,并运用C#语言和Postgre SQL开发昆明市西山区基于三维GIS的防灾减灾平台。平台主要由数据采集服务、气象数据分析查询、温雨图集生成等模块组成,具有功能实用、操作简便、结果直观和稳定可靠的特点,为昆明市西山区的防减灾工作提供辅助决策支持。     

空间目标监视性能分析与评估系统设计

为了更好地分析地基雷达和天基光学系统对空间目标的监视性能,以Visual C++为主要工具,开发了空间目标监视性能分析与评估系统.给出了总体的系统设计框架,通过建立空间目标数据库实现对空间目标的有效管理,该系统可以对在轨运行空间目标进行高精度的轨道递推和姿态仿真.设计了ModelReaderCom组件,实现了卫星的几何与行为一体化建模.采用面向对象的软件设计思想,实现了系统的三维显示引擎.以天基光学系统为例,基于该系统分析了对空间目标的监视性能,并以图表形式给出了直观的显示分析结果.     

A digital-twin visualized architecture for Flexible Manufacturing System

The new generation of industrial 4.0 intelligent manufacturing system consists of Human-Cyber-Physical System (HCPS), integrating human with cyber and physical systems. In manufacturing, a digital-twin visualization architecture is to solve the human-machine interaction problem that concerns digital-twin modeling on the Cyber-Physical (C-P) side and on the Human-Cyber side. Although there are many related research and applications, there lacks attention in terms of full life cycle functional services and lightweight architecture. This paper presents a general architecture of digital-twin visualization for flexible manufacturing systems (FMS). How the digital-twin C-P modeling of multi-source heterogeneous information can be described is investigated and how the 3D visualized human-machine interaction with digital-twin scenario information is explored in the proposed architecture. Besides, the visualization method of high-value information, relating to the life cycle planning, design, debugging and service stages, is studied and discussed thoroughly. Also, a digital-twin modeling concept of "Geometric information (G)-Historical samples (H)-Object attribute (O)-Snapshot collection (S)-Topology constraint (T)" (GHOST) is proposed, and methods for developing virtual digital-twin scenes architecture are presented. Based on the proposed modeling concept of GHOST for digital-twin, prototypes have been developed for the general platform of digital-twin RESTful services and the cross-platform general visual mock-up software. Experimental results show that this method is effective in the FMS lifecycle in various aspects.     

基于MapObjects的在轨卫星运行仿真

卫星轨道预报技术是与卫星通信及卫星回收的关键技术。该文将卫星轨道预报技术和计算机仿真技术相结合,提出了在GIS控件——MapObjects上建立卫星在轨运行仿真平台的设计思想。在综合卫星的轨道计算、覆盖区域推导与地图投影的基础上,设计了基于二维实时动态显示技术的卫星轨道预报仿真平台。该平台可用于卫星轨道预报的地面测试及分析,应用数据库技术进行卫星及观察站点的管理。在实时显示卫星当前的参数的同时,利用二维显示技术动态仿真演示卫星的星下点轨迹及其覆盖区域和太阳的位置及其照亮区域的变化。     

基于Three.js的飞行仿真系统设计

传统的富客户端飞行仿真系统在使用上受到应用程序和硬件设备的限制,导致其开放性、易用性、跨平台性存在一定缺陷,难以满足设计人员在离开实验室后的使用需求。针对上述问题,本文对Web三维可视化进行深入研究,利用WebGL在不安装任何渲染插件的情况下,支持浏览器端进行2D/3D硬件加速渲染的优势,以WebGL第三方图形库Three.js为实现基础,构建数据驱动的三维飞行可视化仿真系统,使用户可以在Web端无缝访问系统的服务资源。该系统由气动数据驱动,实时模拟了飞行器运动轨迹,同时兼顾天空效果、尾焰特效以及摄像机漫游,增加仿真效果真实性,使用户可以通过浏览器端得到直观丰富的三维仿真效果,具有良好的应用价值。     

高精度航天器轨道预报仿真软件的研制

在航天器的设计过程中,必须要对轨道飞行状态进行预报,以确保航天器的正常运行.高精度轨道预报仿真软件是对航天器轨道进行预报的重要工具.首先简要介绍了航天器轨道预报的理论基础,详细阐述了航天器轨道动力学模型的建立方法,接着研究了高精度航天器轨道预报仿真软件的设计思路,提出了软件的实现方法,最后介绍了利用C 语言开发的适合航天器轨道预报仿真的航天器轨道计算工具软件包"Spacecraft Orbit Calculation Tool(SOCT)",并利用STK软件对SOCT进行测试验证,结果表明SOCT达到了高精度航天器轨道预报仿真的要求.     

一种高效的跨平台工作流优化方法

为了应对复杂的数据分析任务,研究人员设计开发出结合多个平台的跨平台数据处理系统。系统跨平台工作流中算子的平台选择对于系统性能至关重要,因为算子在不同平台上的实现会产生性能间的显著差异。目前多使用基于成本的优化方法来实现跨平台工作流的平台选择,但现有的成本模型由于无法挖掘跨平台工作流的潜在信息而导致成本估计不准确。提出一种高效的跨平台工作流优化方法,采用GGFN模型作为成本模型,以算子特征和工作流特征作为模型输入,利用图注意力机制捕捉有向无环图型跨平台工作流的结构信息和算子邻居节点信息,同时结合门控循环单元记忆算子的运行时序信息,从而实现准确的成本估计。在此基础上,根据跨平台工作流的特点设计算子实现平台的枚举算法,利用基于GGFN的成本模型和延迟贪婪剪枝方法进行枚举操作,为每个算子选择合适的实现平台。实验结果表明,该方法可以将跨平台工作流的执行性能提升3倍,运行时间缩短60%以上。     

面向浏览器的医学影像可视化系统

目的 当前各大商业公司和开源社区所提供的医学影像可视化系统依赖于各类平台以及与平台相关的插件,难以实现跨平台访问.为此提出并实现了基于HTML5的面向现代浏览器的医学影像可视化系统.方法 基于B/S(browers/server)模式进行系统整体架构与设计,设计自定义的传输协议提供各种定制的图像可视化服务.对于2维影像,采用HTML的canvas技术和WebGL技术进行浏览器端硬件加速.对于3维医学影像,采用前后端异步操作的策略以提供渐进式可视化.算法构造原始数据的多分辨率采样,并在用户交互过程中实现自适应可视化.结果 在不同的浏览器、多组临床医学影像肝脏数据上测试了系统,表明系统支持跨浏览器的可视化.测试2维和3维可视化的结果表明,系统支持2维影像的实时可视化(25帧/s),支持3维影像的交互可视化.对于512×512×154的医学体数据,低精度绘制模式的可视化效率可以达到60帧/s,高精度绘制模式的可视化效率可达到 1帧/s 的绘制效率.结论 本文面向浏览器的医学影像可视化系统利用当下新兴的WEB技术实现了跨浏览器、跨平台地对用户提供服务,为远程及移动医疗影像可视化系统提供了机会.     

基于自生成深度神经网络的4D航迹预测

针对四维（4D）航迹预测的实时性不强和存在迭代误差的问题,提出了一种自动生成的条件变分自动编码器（AutoCVAE）。它以编码-解码的形式直接对未来一段时间的航迹进行预测,并能灵活选取观测点个数和预测步长。该方法以处理后的广播式自动相关监视（ADS-B）数据为引导,以减小预测误差为目标,通过贝叶斯优化的方法,在预定义的搜索空间内进行模型结构搜索,每一次的超参数取值都会参考之前的评估结果,使得每一次的模型结构都能向目标更靠近一点,最终实现了一个基于ADS-B数据的高精度的4D航迹预测模型。实验得出,所提模型能快速准确地进行航迹的实时预测,其中经纬度平均绝对预测误差（MAE）均小于0.03°,高度MAE小于30 m,各时刻点的时间误差也不会超过10 s,每次批量预测轨迹的延迟时间不超过0.2 s。     

基于SGP4模型的卫星轨道计算

以TERRA卫星为例介绍两行元素轨道报的格式,采用SGP4模型计算TERRA卫星的卫星轨道,即卫星的实时位置和速度;并计算卫星相对于北京地面站的方位角和高度角。最后利用STK软件的模拟结果进行精度评价。结果表明,计算结果精度较高,具有实际应用价值。