前言

北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星于2020年6月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，發(fā)射成功。

北斗為各行各業(yè)應(yīng)用北斗的信心倍增，全面布局北斗產(chǎn)業(yè)。比如與交通運(yùn)輸、農(nóng)林牧漁、電力能源、減災(zāi)救災(zāi)、金融通信等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)融合不斷深化。

數(shù)字孿生模擬衛(wèi)星發(fā)射界面預(yù)覽

HT for Web 自主研發(fā)了強(qiáng)大的基于 HTML5 的 2D、3D 渲染引擎，為可視化提供了豐富的展示效果。在 2D 組態(tài) 和 3D 組態(tài) 上，Hightopo（以下簡(jiǎn)稱 HT ）的 HT for Web 產(chǎn)品有著豐富的組態(tài)可供選擇，本文將介紹運(yùn)用 HT 豐富的 2D/3D 組態(tài) 搭建出的一個(gè) 北斗三號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射的可視化系統(tǒng)案例 。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是一個(gè)全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)主要為交通運(yùn)輸、氣象、石油、海洋、森林防火、災(zāi)害預(yù)報(bào)、通信、海上作業(yè)、物流管理等行業(yè)提供高效的導(dǎo)航定位服務(wù)，應(yīng)用前景十分廣闊。

數(shù)字孿生的構(gòu)建是智能化管理服務(wù)的重大顛覆性創(chuàng)新，所有事物都在數(shù)字世界有虛擬映像，信息可見，軌跡可循，狀態(tài)可查，虛實(shí)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，情景交融，過去可追溯，未來可預(yù)期，當(dāng)下知冷暖，見微知著，睹始知終，整個(gè)發(fā)射軌跡盡在掌握。

采用數(shù)字孿生技術(shù)，通過對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采集和智能分析，可以預(yù)測(cè)維護(hù)工作的最佳時(shí)間點(diǎn)。

模擬火箭升空

中心的是 3D 場(chǎng)景，兩側(cè)數(shù)據(jù)是由 2D 面板組成，可 360 度旋轉(zhuǎn)、平移和縮放場(chǎng)景。數(shù)據(jù)面板展示了火箭以及衛(wèi)星的一些相關(guān)模擬信息。

通過可視化大屏從全版圖、指定區(qū)域再到指定的關(guān)鍵設(shè)備，全面、集中、動(dòng)態(tài)地展示了北斗三號(hào)衛(wèi)星和火箭升空的監(jiān)控管理、路線管理、運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)備狀態(tài)等智能化管控。做到全方位、全周期的監(jiān)控“數(shù)字孿生體”的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，為航天工程的運(yùn)營(yíng)運(yùn)維、風(fēng)險(xiǎn)排查提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的信息數(shù)據(jù)。

5個(gè)步驟展示火箭升空過程

穩(wěn)定器點(diǎn)火和發(fā)射部署

助推器點(diǎn)火，加速、分離

二級(jí)火箭點(diǎn)火，釋放推力

整流罩被剝離，二級(jí)火箭分離

剝離衛(wèi)星進(jìn)入軌道，開始運(yùn)行

模擬衛(wèi)星繞軌飛行

上述時(shí)間軸的五個(gè)時(shí)間可以通過點(diǎn)擊時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)播放對(duì)應(yīng)過程，如下圖：

模擬飛行第三過程

火箭的作用是把載荷運(yùn)送到一定高度，那燃料的作用則是提供能量。所以燃料才是關(guān)鍵，火箭是一個(gè)燒燃料的工具，點(diǎn)燃燃料，將燃料燃燒生成的各種廢氣往后推達(dá)到助力作用，自己才能前進(jìn)。下圖是模擬查詢?nèi)剂鲜Ｓ嗔繑?shù)據(jù)面板。

模擬燃料剩余量數(shù)據(jù)

列表記錄是過程狀態(tài)和過程結(jié)果的文件，記載生產(chǎn)與質(zhì)量管理過程中的每一步操作。是質(zhì)量管理體系文件的一個(gè)重要組成部分，根據(jù)記錄的上述特性，記錄在組織的質(zhì)量管理體系中發(fā)揮著重要的作用。記錄的主要目的是保證生產(chǎn)過程的可追溯性。

記錄作為基礎(chǔ)性和依據(jù)性文件，盡可能全面地反映產(chǎn)品質(zhì)量形成的過程和結(jié)果以及質(zhì)量管理體系的運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果。航天發(fā)射也是一樣需要進(jìn)行記錄過程事件，如下是衛(wèi)星升空過程中不同階段，點(diǎn)擊【Show】可以展示某一時(shí)間點(diǎn)的場(chǎng)景界面。

模擬某一時(shí)間點(diǎn)的場(chǎng)景界面

實(shí)現(xiàn)價(jià)值

通過衛(wèi)星導(dǎo)航專項(xiàng)的集智攻關(guān)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品的嵌入式、融合性應(yīng)用逐步加強(qiáng)，產(chǎn)生了顯著的融合效益。民用高精度定位和導(dǎo)航服務(wù)，這是北斗業(yè)務(wù)的核心。

許多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)播種、撒藥、收獲、放牧等方式，也需要北斗提供的精準(zhǔn)位置。這么多年來，重力場(chǎng)、磁場(chǎng)、板塊運(yùn)動(dòng)、自轉(zhuǎn)、地球質(zhì)心、海洋潮汐、冰川、極地、大氣科學(xué)等多種地球科學(xué)的研究均達(dá)到了前所未有的高度，北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等功不可沒。

總結(jié)

綜上，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航和新興技術(shù)的融合，比如5G、移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等一定會(huì)帶來新的更多的模式、業(yè)態(tài)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。可以說，北斗前途限于人的想象。今天的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，已經(jīng)快步走進(jìn)新時(shí)代。