数字冰雹数字孪生技术，助力高分多模卫星任务

重点推文

近日，自然资源部在北京组织召开了高分辨率多模综合成像卫星（简称“高分多模卫星”）工程在轨测试报告评审会。国防科工局重大专项工程中心、中国航天科技集团有限公司宇航部以及相关参试部门和单位的领导、专家和代表参加了会议。此次会议的顺利召开，标志着高分多模卫星在轨测试圆满完成，为卫星在轨交付及投入业务使用奠定了坚实的基础。

高分辨率多模综合成像卫星

高分辨率多模综合成像卫星（简称高分多模卫星），作为我国《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》中分辨率最高的光学遥感卫星，该卫星主要用于我国国土及周边区域高分辨率图像的获取，被称为一星多用的“多面手”。

（新闻解说高分多模卫星亮点）

高分多模卫星于2020年7月3日发射成功，是空基规划建设部署的分辨率最高的综合光学遥感卫星，具有多种工作模式，主要服务于自然资源、减灾与应急、农业农村、生态环境、住建、林业和草原等行业。

高分多模卫星在轨测试圆满完成

卫星发射入轨后，在自然资源部国土卫星遥感应用中心牵头下，各系统建设单位及10多家参试单位的近100名技术人员共同参与，克服疫情等影响，完成了全部在轨测试内容。

测试结果表明，卫星系统、地面系统及应用系统各项功能正常，性能达到了研制建设总要求的各项指标要求；卫星数据可用于大比例尺国土调查与专项调查、自然资源遥感调查监测、灾害风险与应急监测、农田骨干设施调查、城市黑臭水体遥感监测、城市内涝下垫面监测、草原生态质量监测等应用领域。与会专家对在轨测试工作给予了充分肯定，一致同意通过评审。建议要充分利用高分多模卫星高分辨率、敏捷成像的独特优势，深度挖掘应用场景，大力拓展应用范围，最大程度发挥投资效益。

数字孪生技术助力高分多模卫星任务

高分多模卫星具有多种工作模式，如何向用户直观展示卫星的工作过程、成像能力，以及对卫星自主能力的正确性进行充分的判读，成为卫星研制中的难点问题，需要研制一套高分多模卫星工作模式测试验证与演示系统来有效解决这些问题。

数字冰雹联手航天五院，建设“高分辨率多模观测卫星研用一体任务执行演示评估系统”，系统基于数字孪生技术，对高分多模卫星的外观、精细结构、作业环境（宇宙空间、大气、星空、太阳等星体）进行了真实复现，并可基于数据驱动，真实呈现高分多模卫星现任务执行全过程，如火箭发射、星箭分离、卫星在轨状态、星体姿态、光轴指向、相机开机状态等信息；同时为满足用户分析论证业务需求，系统支持实时/测试数据历史回放，结合专业的分析模型，对卫星任务执行效果进行多维度分析判别、比对，辅助用户科学评估任务执行效果。

十五年技术深耕，助力我国航天事业

数字冰雹承接航天项目介绍：

01  “天和核心舱”空间站轨道任务

2021年4月29日11时，中国空间站“天和”号核心舱，搭载长征五号 B 遥二运载火箭顺利升空入轨。天和核心舱是空间站发射入轨的首个舱段，也是目前我国自主研制的规模最大、系统最复杂的航天器，它的成功发射，代表中国空间站建设首战告捷，标志着中国空间站在轨组装建造全面展开，为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。

数字冰雹非常荣幸能够参与“空间站轨道任务可视化系统”的开发任务，“天和核心舱”发射当天，系统稳定运行在中科院空间应用工程与技术中心的监控大屏上，实时监测天和核心舱运行情况。系统基于数字孪生技术，对宇宙空间环境、三维地球、天球网格、空间站三维模型等空间要素进行了真实复现，并基于现场对接的实时数据，对天和核心舱实时运行态势、在轨状态、任务数据等进行实时监测和多维度可视化分析，为后续研究提供有力支撑。

02嫦娥五号探月任务

2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空，顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。

嫦娥五号任务是我国迄今最复杂、难度最大的航天任务之一。作为探月三期工程中最核心的一个任务，也是此前中国航天探测器从未在实践中试验过的一个环节。数字冰雹为航天五院提供了“采样封装可视化监测系统”，对嫦娥五号航天器进行了数字孪生三维仿真，并通过加载遥测数据，实现航天器工作状态监测、点云数据监测、多维遥测数据可视化分析等功能，助力用户实时掌握月表采集情况，为用户开展月表形貌探测和地质背景勘察任务提供有力支持。

03  长征五号发射任务可视化

2016年11月3日18时，我国最大推力新一代运载火箭“长征5号”，在海南文昌发射场点火升空，长征五号运载火箭首次飞行试验取得圆满成功，中国航天迈向全新的时代！

数字冰雹承接的长征五号可视化项目，包括长五箭体及内部系统的结构呈现；发射厂区以及火箭垂直总装运转过程的呈现；点火发射以及飞行过程数据的呈现，从助推分离、整流罩分离，到一二级分离、末修调姿，再到上面级与基础级分离等过程进行全面展现。

04量子科学实验卫星“墨子”运行监控系统

2016年7月16日凌晨，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”从酒泉卫星发射中心升空，完成四大科学实验任务：星地高速量子密钥分发实验、广域量子通信网络实验、星地量子纠缠分发实验和地星量子隐形传态实验。数字冰雹担任了本次“墨子号”卫星科学实验运行监控平台的设计开发工作并获得用户的一致认可和好评。

数字冰雹针对量子实验的星地协同过程，构建了全面展现科学实验流程与状态的天地一体化运行监控系统，用以监控量子卫星的载荷工作状态与科学实验进展。平台结合地理信息系统，通过二、三维呈现形式对量子科学实验过程进行可视化。“墨子号”卫星在太空中进行的量子纠缠分发实验共有五个子过程，分别是信光标开启、跟瞄锁定、量子通信开始、量子通信结束和信光标关闭。平台能够接收实时数据，跟踪当前运行姿态、轨道信息、实验状态等关键数据。通过对量子卫星的星地光学与数据通信过程可视化，完整的呈现科学实验的工作步骤与工作原理。

05暗物质探测卫星“悟空”数据监测系统

2015年12月17日，我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”在酒泉卫星发射中心被成功送入太空。其主要科学目标是在太空中开展高能电子及高能伽马射线探测任务，探寻暗物质存在的证据。

数字冰雹有幸参与到暗物质探测任务，承担卫星态势监测及数据管理监测两套数据可视化系统的开发。卫星态势监控可视化系统运行在指挥大厅的大屏幕上，呈现的是卫星运行态势，包括结合二三维地图可视化卫星的位置、运行轨迹，高能粒子经过探测器的三维“着火图”，地面接收站的通讯范围与状态等。数据管理监控可视化系统，运行在数据处理间的大屏幕上，主要呈现数据处理过程、探测事例统计、内部流转实时监管以及空间环境探测器、能谱图、光变曲线等的快视显示。

06北斗卫星可视化系统

2020年6月23日9时43分，西昌卫星发射中心，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射升空，至此，我国北斗卫星导航系统的35颗工作卫星全部发射入网。从1994年到2020年，历经26载，北斗卫星导航系统星座部署完美收官！我国成为继美俄后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

数字冰雹制作了全球卫星导航系统可视化演示程序，将全球四大卫星导航系统的发射数据、空间在轨态势、以及北斗系统的工作原理进行了可视化分析和直观展示，复现了各个系统的空间运行态势；通过可视化手段，纵向观察，可对某一导航系统的建设进展进行分析，横向对比，可对不同导航系统工作卫星数据差异、轨道态势差异等情况进行直观对比分析。有助于帮助我们对各全球卫星导航系统的发展历程、星座特点等有更清晰的了解。

（全球四大卫星导航系统组网态势）

07空天态势可视化分析平台

空天态势可视化分析平台基于地理信息系统、三位建模及智能前端感知系统，并可集合太空中卫星数据，对空天态势进行多维度可视化展示，例如按照卫星所属国家、轨道类型、应用领域等，并支持所有数据的查询和交互联动。平台同时支持依据模型和想定评估发展趋势。

航天强国，科技助力

数字冰雹深耕航天军工领域十余年，多年来坚持内核技术自主研发，数字冰雹面向航天军工领域的“联合作战态势与装备数字孪生平台”，支持整合海量数据资源，兼容多种主流装备模型格式，支持作战场态势和装备情报数据的显示、分析、监测、指挥研判；支持实时动态的战役级/战术级可视化监测、海陆空天电一体化战场环境仿真、多军兵种联合作战态势感知、实时装备运行监测等业务应用，可广泛应用于作战指挥显示、作战推演/论证、模拟训练教学、装备论证、汇报观摩、战例分析、作战任务规划、智慧营区管理、战场视景仿真等领域。