在衛(wèi)星設(shè)計(jì)中，采用ATSPACE衛(wèi)星數(shù)字孿生設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)構(gòu)建模型測試驗(yàn)證環(huán)境，分別實(shí)現(xiàn)模型規(guī)范檢查、模型在環(huán)測試、運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤檢查、軟件在環(huán)測試以及硬件在環(huán)測試相關(guān)測試驗(yàn)證內(nèi)容。

 

ATSPACE衛(wèi)星數(shù)字孿生設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)具體由ATSPACE衛(wèi)星全數(shù)字設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)與ATSPACE衛(wèi)星半實(shí)物仿真與驗(yàn)證平臺(tái)組成。

基于模型的全數(shù)字設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)集成圖形化建模設(shè)計(jì)環(huán)境，提供相應(yīng)的仿真接口，可快速進(jìn)行衛(wèi)星設(shè)計(jì)，并對模型的正確性與有效性進(jìn)行驗(yàn)證。

 

    基于模型的全數(shù)字設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能如下：

1）飛行器的軌道、姿態(tài)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算；

2） 對飛行器不同敏感器的測量模型進(jìn)行解算，模擬測量輸出。

3） 對飛行器動(dòng)量輪系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)模型進(jìn)行解算，模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制輸出。

4） 系統(tǒng)級和部件級可診斷性建模和分析功能；根據(jù)故障注入指令，對部件和系統(tǒng)級典型故障模式進(jìn)行模擬仿真。

 

產(chǎn)品特點(diǎn)：

    1.仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果一致。由于采用本平臺(tái)與星載計(jì)算機(jī)一致的體系結(jié)構(gòu)，所以仿真模型的算法、功能、性能、接口以及時(shí)序的仿真結(jié)果都與真實(shí)星載計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的結(jié)果一致。

   2.高效快速構(gòu)建仿真原型。 采用計(jì)算機(jī)快速重構(gòu)技術(shù)可以在很短的時(shí)間內(nèi)根據(jù)不同的仿真任務(wù)要求，快速重構(gòu)仿真計(jì)算平臺(tái)，滿足不同型號(hào)的仿真需要。

   3.仿真代碼復(fù)用，節(jié)省軟件研發(fā)時(shí)間，項(xiàng)目周期大幅縮減?；谄脚_(tái)創(chuàng)建的模型可以根據(jù)經(jīng)過驗(yàn)證的可靠的星載計(jì)算機(jī)軟件模板直接自動(dòng)生成高可信C語言代碼，該部分代碼能夠被直接復(fù)用到星載計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)階段，可大幅縮短軟件研發(fā)時(shí)間。

    5.簡化時(shí)序和接口設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程需要手工設(shè)計(jì)每一個(gè)時(shí)鐘時(shí)序以及接口，并在設(shè)計(jì)中仔細(xì)檢查每一個(gè)模塊是否符合規(guī)范要求。而基于MBD的方法所有時(shí)鐘都已自動(dòng)代碼生成的方式產(chǎn)生，不再需要手工逐個(gè)模塊檢查。

    6.積累數(shù)字化資產(chǎn)  

積累各種模型庫、硬件平臺(tái)、開發(fā)規(guī)范及測試用例庫。

 

 

產(chǎn)品組成

產(chǎn)品序號(hào)	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品用途
ATSPACE-01	衛(wèi)星仿真軟件集成開發(fā)環(huán)境	星載計(jì)算機(jī)軟件一體化集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)快速建模、模型實(shí)現(xiàn)以及軟件調(diào)試的功能
ATSPACE-02	衛(wèi)星部件與動(dòng)力學(xué)仿模擬器	模擬仿真衛(wèi)星敏感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并提供姿態(tài)動(dòng)力學(xué)與軌道動(dòng)力學(xué)
ATSPACE-03	衛(wèi)星故障注入模擬器	模擬故障的分布特性以及故障模式，記錄與分析故障測試數(shù)據(jù)
ATSPACE-04	衛(wèi)星部件接口調(diào)理箱	調(diào)理星載計(jì)算機(jī)模擬器I/O接口線路輸入輸出信號(hào)，使星載計(jì)算機(jī)模擬器的接口電性要求與衛(wèi)星真實(shí)部件完全匹配，可滿足不同型號(hào)接口定義需求
ATSPACE-05	星載計(jì)算機(jī)模擬器	模擬真實(shí)的星載計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境
ATSPACE-06	三維可視化系統(tǒng)	可視化的三維場景仿真分析軟件，支持動(dòng)態(tài)遙測數(shù)據(jù)、姿態(tài)軌道預(yù)測、關(guān)節(jié)動(dòng)作變換

 

ATSPACE-01衛(wèi)星仿真軟件集成開發(fā)環(huán)境

    1.能夠與Matlab/Simulink 無縫連接

    2.采用 Matlab/Simulink 工具進(jìn)行建模、仿真與代碼生成

    3.以模塊的形式提供各種硬件資源驅(qū)動(dòng)塊，方便在Simulink 塊中使用

    4.支持用戶嵌入已有 C 代碼在模型中使用

    5.具有目標(biāo)代碼自動(dòng)生成功能，生成基于VxWorks的目標(biāo)代碼，并能使用VxWorks 的IDE工具聯(lián)合編譯鏈接并下載至硬件的功能

 

解決問題

?  基于 HLA 基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合分步式仿真

?  快速建立仿真模型

?  為用戶提供大量模型庫，封裝底層通信細(xì)節(jié)，為用戶節(jié)約更多時(shí)間

 

    部件與動(dòng)力學(xué)模擬器主要為半物理仿真提供閉環(huán)仿真環(huán)境，主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

    1.傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能的模擬

    2.傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接口訪問邏輯的模擬

    3.傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的接口訪問時(shí)序的模擬

 

解決問題

?  符合國軍標(biāo)GJB289A-97標(biāo)準(zhǔn)

?  完全物理模擬所需各類部件及其接口

?  大幅縮短等待真實(shí)設(shè)備的時(shí)間

 

ATSPACE-03衛(wèi)星故障注入模擬器

    1.故障注入技術(shù)主要被用于構(gòu)建可信性基準(zhǔn)程序、評價(jià)容錯(cuò)機(jī)制的有效性、預(yù)測系統(tǒng)性能，提高測試用例覆蓋性等方面。

    2.故障注入模擬器由故障注入器、故障注入控制器、故障模式庫、檢測收集器和數(shù)據(jù)分析器組成。

 

解決問題

?  模擬物理電氣層故障

?  完全模擬通信協(xié)議層故障

?  按需模擬軟件執(zhí)行路徑故障、單粒子翻轉(zhuǎn)故障

 

接口調(diào)理箱用于調(diào)理控制器模擬器I/O接口線路輸入輸出信號(hào)，使控制器模擬器的接口電性要求與真實(shí)控制器接口完全匹配，同時(shí)可通過電纜接點(diǎn)內(nèi)部轉(zhuǎn)接，可滿足不同型號(hào)接口定義需求。

調(diào)理箱前面板為用戶提供大量檢測孔，用于接口特定信號(hào)的測量，方便用戶快速診斷接口故障。

 

解決問題

?  定制不同型號(hào)物理接口

?  為用戶提供大量檢測孔，方便用戶快速診斷接口故障

 

    控制器模擬器是兼容控制器總線的控制器硬件，能夠提供星載軟件運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)行各部件接口的控制，星上IO接口包括AD、DA、DIO、RS232、RS422、1553B、CAN等。

該模擬器具有如下特點(diǎn)：

   1.完全等效真實(shí)控制器的功能、性能、接口邏輯以及時(shí)序設(shè)計(jì)

   2.控制器軟件可以直接在該模擬器上運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果與實(shí)際控制器上的運(yùn)行結(jié)果具有良好的一致性

 

解決問題

?  支持 TSC695F、BM3803、SOC2008等控制器專用處理器

?  完全物理模擬仿真所需要的各種計(jì)算資源、接口資源以及中斷資源

?  大幅縮短等待控制器實(shí)物的時(shí)間

 

ATSPACE-06三維可視化系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)的顯示與分析功能，支持航天任務(wù)的全過程的數(shù)據(jù)顯示與分析，包括設(shè)計(jì)、測試、發(fā)射、運(yùn)行和任務(wù)應(yīng)用。

分析能力強(qiáng)大，包括附加的軌道預(yù)報(bào)算法、姿態(tài)定義、坐標(biāo)類型和坐標(biāo)系統(tǒng)、遙感器類型、高級的約束條件定義，以及衛(wèi)星、城市、地面站和恒星數(shù)據(jù)庫。

 

?  自定義衛(wèi)星的模型，提供更加真實(shí)的動(dòng)畫顯示

?  加強(qiáng)衛(wèi)星升空后的監(jiān)控、模擬、預(yù)測分析方法

?  解決通信分析、雷達(dá)分析、覆蓋分析、軌道機(jī)動(dòng)、精確定軌等任務(wù)要求