航空、航天科学技术

 

       二、技术或产品名称

 

       天宫二号与神舟十一号交会对接任务三维实时可视化平台

 

       三、技术水平

 

       平台核心技术处于同类研究的国际领先水平。

 

       四、技术简介

 

       天宫二号与神舟十一号交会对接任务三维实时可视化平台是我国具有完整自主知识产权的太空实况三维可视化平台系统。该平台不但能够对航天器的发射、入轨、在轨飞行、变轨、调姿、返回、着陆等任务全过程进行实时三维可视化，还能对整个宇宙空间和所有已知天体（包括空间碎片和太空垃圾）进行可视化。

 

       2016年该平台圆满完成了天宫二号与神舟十一号发射以及交会对接任务的三维实时可视化。期间，它实时再现和监测了天宫二号和神舟十一号目标飞行器的轨道、位置、状态及其部件操作过程，完成了飞行器轨道、位置、姿态等海量动态测控数据的实时处理与推送，实现了对测控数据的精确处理和太空物体的实时渲染，再现了各个工程时段中飞行器的实时飞行状况，为“零窗口”发射和空间交会对接成功提供了工程保障和技术支持。

 

       五、创新点及性能指标

 

       本成果的创新点如下：

 

       提出了适用于空间碎片状态仿真的异构并行计算模型。模型利用CPU在内存访问优势和分支预测上的优势，承担数据加载、任务分发和渲染控制功能；同时，模型利用GPU在单指令多数据(SIMD)并行模式上的优势，将海量空间碎片定位、跟踪和可视化的计算并行化。在对2,097,152个空间碎片的仿真中，该模型实现了相对于传统计算模型134倍加速，从而实现了空间碎片的实时定位、跟踪和可视化，保障了任务的顺利完成。

 

       六、知识产权情况

 

       1. 发明专利，ZL2012100531105，超大纹理图像的处理方法

 

       2. 软件著作权，2011SR009746，航天测控可视化系统

 

       3. 软件著作权，2011SR013313，动作模拟器软件

 

       4. 软件著作权，2016SR027309，云层数据可视化系统

 

       七、合作方式

 

       技术服务、合作开发

 

       八、投资概算及经济效益分析

 

       项目总投资额为55万元。

 

       效益分析:该平台为工程指挥决策人员实现空间观测与科学分析提供了必要的途径；为科研人员提供了可靠的规范化共享数据；平台切实提高了社会对载人航天工程的认识，普及了公众的航天领域知识。其关键技术摆脱了国外的技术封锁：为我国载人航天测控系统的发展提供了必要的技术储备；为国家的载人航天工程提供了关键的技术支持和工程保障。该平台在国家载人航天系列任务中成功应用，实现了工程的实时可视化控制与指挥，圆满地向世界展示了中国载人航天工程的成就。

 

       九、负责人

 

       负责人：赵正旭

 

       十、技术或产品的关键词

 

       计算机仿真、航天测控、交会对接、三维可视化系统

 

       十一、技术或产品介绍图片

 

 

       天宫二号与神舟十一号交会对接任务成功后，张高丽宣读中共中央、国务院、中央军委贺电

 

 

 

央视专题报道：神舟十一号与天宫二号交会对接过程

 

神舟十一号与天宫二号组合体飞行过程可视化

 

神舟十一号帆板展开过程可视化