作者:高长安 赵艳斌 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2011-11-16 12:31:05
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石家庄铁道大学助力“神八”与“天宫”对接
 
我国9月29日成功发射首个目标飞行器“天宫一号”,11月1日,成功发射“神舟八号”飞船,11月3日凌晨,“天宫一号”和“神舟八号”成功进行首次交会对接。
 
按照飞行方案,“神舟八号”与“天宫一号”预计将于11月14日进行第二次交会对接。
 
记者11月14日在石家庄铁道大学了解到,该校信息科学与技术学院院长赵正旭教授和他的团队研制的“三维可视化系统平台”,实时监测和实时模拟了神八和天宫两个飞行器的轨道飞行状态,保障了‘零窗口’发射和空间对接成功。这是赵正旭团队在参与“萤火一号”火星探测计划、“嫦娥二号”奔月计划之后,再次助力国家航天事业。
 
“此次神八与天宫对接,使‘太空沙盘’首次完成了单目标到多目标多任务监控。”赵正旭教授介绍,同时实时快速准确模拟仿真展现神八与天宫两个太空高速飞行器的轨道、角度、飞行动作转变状态,“太空沙盘”以前从未尝试,对三维可视化系统平台提出新难题。
 
“此次系统平台不仅完美表现出两个航天器飞行情况、运行状态及星空和空地运行环境实时模拟,还可对其进行实时监控。”赵正旭介绍,在“太空沙盘”上两个飞行器频繁变换轨道、飞行状态的情况,模拟画面清晰,丝毫毕现,如近在咫尺。
 
“这次监控神八发射,和以前最大不同之处,就是要同时监测神八和天宫两个飞行器的轨道、状态,保障‘零窗口’发射。”赵正旭说,“这是我们的‘太空沙盘’助力神八寻梦之旅的亮点之一。”
 
“‘太空沙盘’创造我国首次‘零窗口’三维可视化精度发射保障任务。”赵正旭教授介绍,神八飞天之初,“太空沙盘”就快速捕捉到天宫运行到距离飞船入轨最近点,保障时间准确到秒级,并实时、准确监控神八发射入轨、姿态情况,完美助力神八发射创造入轨精度最高纪录。
 
赵正旭说,神八部件众多,要能够完成平移、速度调整、控制和偏航、俯仰这些功能,“太空沙盘”就要实时准确监控它的姿态,使得不发生偏差,准确地对接上。
 
神八接近天宫时,还要进行四次太空“刹车”。如此频繁的太空“刹车”,也为三维可视化带来新的挑战。
 
“对此,我们的系统平台又特意量身定做了可控程序,检测两者的对准精度达到几个毫米的量级,使每一次‘刹车’变得可见、可控,可随停、随走,视情而定。”赵正旭介绍,通过升级完善,三维可视化系统可以让工作人员得知飞行器的所有状态,包括姿态、舱内情况等,并通过可视化系统快速、直观遥控,并更准确指挥飞船做旋转、开舱等各种动作
 
从“萤火一号”到嫦娥二号成功“奔月”,从助力天宫一号飞天到助神八太空寻梦首创我国空间对接,赵正旭的团队研制的三维可视化系统平台不断完善升级。系统平台不仅可以表现航天器任务飞行情况,还可对其进行实时监控,实现多目标多任务下航天器及运载工具的运行状态及星空和空地运行环境实时模拟。不仅如此,系统还实现了即使在昼夜变换频繁情况下,也能清晰展现飞行器飞行状态的目标。三维可视化系统平台,现已成为集实时仿真控制、数据处理和信息可视化功能于一体的系统平台。有关专家称:具有完全自主知识产权的该系统平台,核心技术已达到国际领先水平。
 
 
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