[发明专利]一种基于模型的航天器复杂数据可视化系统

说明书

本发明公开了一种基于模型的航天器复杂数据可视化系统，包括：数据展示层，公用组件层，数据服务层，以及数据存储层，本发明适用于可视化设计与仿真技术领域，整个可视化系统可以包含航天器的全部子系统模块，可以在很大程度上提高航天器在轨运行数据的整体化和集中化，降低运行维护成本；通过航天器三维仿真模型牵引，可以直观、清晰明朗地查看航天器各子系统产生的数据，并对其进行可视化分析，从而提高可视化程度；可视化引擎模块化的设计方式，可以支持多种复杂类型数据的可视化，能够简化操作，提高整个系统的易用程度，提高数据处理效率。

技术领域

本发明属于可视化设计与仿真技术领域，具体是一种基于模型的航天器复杂数据可视化系统。

背景技术

随着我国航天活动规模的扩大，每年的航天器发射数目在不断增长，每年有大量的通信卫星、气象卫星、导航卫星、侦查卫星以及空间站等航天器在长期进行在轨飞行。并且由于航天试验任务具有规模大，风险高、高成本等特点，因此往往需要大量的地面运维管理人员进行监管维护。

航天器在轨运行阶段会产生大量的数据，其中包括设备信息、遥测数据、科学实验数据等，地面管理人员一方面可以利用这些数据对航天器在轨健康管理，另一方面可以利用对数据的分析情况进行科学研究。而航天器一般为多系统耦合集成的整体，包括电源系统、热控系统、轨道控制系统等多种复杂子系统组成，各子系统产生的数据往往需要单独进行适配处理，才能供地面运维人员进行查看。

对于这样的方式，需要地面管理人员通过人机耦合的方式在多个子系统之间进行操作和数据转接，而且对于不同子系统也需要地面软件进行不同适配与开发，这无疑会大大提高航天器在轨运行的成本。除此之外，传统的航天器数据查看系统的可视化程度不高，不能在数据可视化的同时对数据进行复杂可视化分析，由于没有系统模型的牵引，不能够直观的对数据进行可视化。最后，传统的航天器数据查看系统只能对简单的关系型数据进行可视化，这样无疑会降低数据处理的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于模型的航天器复杂数据可视化系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于模型的航天器复杂数据可视化系统，包括：

数据展示层，其配置为航天器数据的可视化展示及用户交互接口；

公用组件层，其配置为针对于各种不同数据的数据可视化引擎以及基于WebGL的三维可视化引擎；

数据服务层，其配置为不同数据的获取、转换与处理以及负责数据映射与系统配置；以及

数据存储层，其配置为汇集各个子系统的数据并进行数据存储与备份。

优选的，所述航天器数据，配置为：电源模型数据、热控模型数据、轨道模型数据及实验模型数据。

优选的，所述数据展示层，进一步配置为：

利用WebGL技术将航天器仿真模型进行展示，利用后台数据实时查看飞行器轨道数据、姿态数据以及星下点轨迹等，进入飞行器内部查看飞行器各系统模块，并且支持旋转、缩放、拖动、模拟操作等交互操作，利用模型驱动其对应数据的可视化，在系统中自定义的配置航天器各种仿真模型与数据的对应关系。

优选的，所述数据可视化引擎，其配置为图表可视化控件、多媒体可视化控件、文档可视化控件、三维可视化控件及可视化基础控件。

优选的，所述数据可视化引擎，进一步配置为：

可视控件，其在基础控件内部进行嵌套，其配置为关系型可视控件、图像可视控件、音视频可视控件、文档可视控件及图表可视控件；

基础控件，其配置为负责整个控件基础操作，包括缩放、拖拽、标题、导出、标签、关闭等操作；