公司观点

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  • 2025年7月24日

    卫星发射数字孪生:孪易 IOC 与 图观引擎 赋能航天任务全程可视

    产品介绍

    卫星发射是典型的「高复杂度、高协同性、高风险」工程:从火箭总装时零部件精度校准,到发射过程中推进剂配比、发动机推力的动态调整;从多级火箭分离时的时序控制,到卫星入轨后轨道修正的毫秒级响应,每个环节都涉及海量数据的实时交互与精准决策。

    为满足航天级高精度、大场景、强实时需求,我们依托 图观模型编辑器 与 图观流渲染场景编辑器,结合 孪易数字孪生IOC平台,构建了覆盖卫星发射全生命周期的数字孪生应用体系。

    从火箭发动机点火瞬间的温度变化,到卫星入轨后太阳能帆板的展开角度,每一个关键参数都能在数字孪生场景中实时呈现、精准推演。这背后是一套覆盖「模型构建-场景渲染-数据融合」的全链路数字孪生解决方案在支撑,「孪易 IOC +图观模型编辑器+图观流渲染场景编辑器」,正是这一方案关键的数字引擎。

    卫星发射:从地面到深空的孪生复现

    1.火箭发射 庞大的火箭模型拔地而起,尾焰粒子效果逼真,引擎关节动作由实时数据精确驱动。

    2.星箭分离: 一、二级火箭按预定时序完美分离,动画过程清晰流畅,关键节点状态一览无余。

    3.卫星调姿与入轨:卫星姿态调整、运行轨迹变化皆由数据实时驱动,在三维场景中直观呈现,精准反映其在太空中的实际状态。

    4.场景无界切换: 视角可从发射塔架局部细节,瞬间拉升至全球视野,甚至无缝切换到卫星所在的深空轨道环境,场景加载流畅自然。

    5.多维度态势监控:通过 IOC 前台监控运维中心,实时查看火箭各级状态、卫星详细信息、运行轨迹、轨道参数等关键指标,掌控全局态势。

    如何构建 卫星发射 数字孪生应用?

    传统监测手段存在信息割裂、场景还原度低等局限。数字孪生技术为这一挑战提供了全新解决方案——通过构建全要素、高保真的虚拟映射,实现发射全流程的透明化监测与推演。

    通过构建与真实发射场景1:1映射的数字孪生体,工程师可以在虚拟空间中「预演」整个发射流程,提前发现设计缺陷;运维人员能实时监控火箭各部件状态,快速定位异常;指挥中心则能通过全局视角统筹调度,大幅提升任务成功率。

    而要实现这一目标,关键在于解决三个核心问题

    如何构建高精度的三维模型?

    如何让模型「真」并与真实数据联动?

    如何实现从发射场到深空的流畅场景加载与全局管控?

    「孪易 IOC+图观引擎」组合,正是以上问题的「最优解」



    图观 模型编辑器:高精度可驱动卫模型构建



    航天模型不仅要外观精准,更要能通过数据驱动模拟真实装备的动态行为。以卫星发射场景为例,我们需要构建火箭本体、卫星载荷、发动机喷口等核心部件的三维模型,同时让它们能根据真实数据完成「点火时的火焰喷射」「多级分离时的姿态调整」「卫星入轨后的太阳帆板展开」等复杂动作。

    1.关节驱动动画:导入火箭、卫星等精细三维模型(FBX/GLB等格式),定义关键机械结构(如助推器分离机构、卫星调姿机构)的数据驱动关节。通过关节数值绑定,实现火箭分离、卫星调姿等关键动作的精确模拟。 

    例如,在模拟火箭一级分离时,我们可以将真实分离时间、速度、角度等数据接入模型,模型会自动驱动分离机构的关节运动,呈现与真实场景一致的「解锁-分离-远离」过程。

    2.粒子特效集成:为火箭发射尾焰、星箭分离瞬间等场景,配置可数据驱动的粒子特效系统(如火焰、烟雾),提升视觉真实感与状态指示性。

    3.物理材质渲染(PBR):编辑模型材质属性(金属度、粗糙度、自发光等),真实还原卫星太阳能帆板、火箭箭体等不同部件的物理外观




    图观 流渲染场景编辑器:从地面到深空的无缝场景构建


    卫星发射监控全过程,需要能从局部细节(如火箭发动机喷嘴的火焰)平滑过渡到全球视野的场景,真正呈现太空探索的宏大叙事。「图观 流渲染 场景编辑器」正解决这一问题的关键工具。支持快速构建「GIS全球/局部融合」的数字孪生场景。

    1.局部精细渲染:在发射场区域,集成高精度地形数据还原发射塔架的结构细节、周围的植被与环境特征,甚至能看到火箭尾焰对地面热辐射的影响。

    2.太空环境高仿真:依据星历数据精确计算并呈现地球、太阳、月球位置及光照效果(包括晨昏线、大气散射),模拟逼真的太空视景环境。
    3.从局部到宇宙的无缝加载内核级支持从精细的发射场局部场景(包含建筑、设施)到覆盖地球乃至深空的超大范围 GIS 场景构建。支持发射场局部精细场景 与 全球太空场景的平滑切换,满足从发射塔架细节观察切换到全球轨道态势俯瞰的需求。

    4.场景对象与状态管理 便捷管理场景中的火箭、卫星模型对象,配置其初始位置、姿态。可定义不同的“场景状态”(如发射前、分离瞬间、在轨运行),快速切换环境光照、时间、气象(虽太空环境特殊,但可用于地面段或特定模拟)及对象显隐等。




    孪易 IOC:卫星发射全流程 智能中枢


    基于图观工具构建的高保真模型与场景,通过孪易IOC平台,即可快速搭建起面向卫星发射全生命周期的数字孪生智能运营中心:

    1.场景与对象配置: 便捷配置孪生场景层级、孪生体对象外观、数据绑定关系及信息展示面板。

    2.多源数据接入: 无缝集成地面测控数据、星上传感器数据(陀螺仪、星敏感器等)、轨道计算数据(TLE、六根数等)、业务数据库、IoT网关及视频流。
    3.回放时间轴配置:根据发射任务不同阶段(如动力飞行段、入轨段)定制关键展示状态,支持全过程数据历史回溯与回放,可按不同倍速查看发射历程,用于任务复盘与分析。
    赋能航天,探索不止:为航天任务保驾护航
    我们的技术已在多个重大航天工程中得到实践检验,为高分辨率对地观测卫星、嫦娥五号月球采样、天和核心舱在轨运行等任务提供了有力的数字孪生可视化监测与分析支持,助力用户精准掌控任务态势,优化决策
    从高精度模型构建、数据驱动绑定,到无界场景渲染、全流程业务应用集成,图观 模型编辑器 + 图观 场景编辑器 + 孪易 数字孪生I OC,提供了一套覆盖卫星发射数字孪生应用构建全链路的强大工具集。
    无论您致力于提升发射任务的可视化监测水平、优化在轨卫星管控效能,还是探索新型航天器任务仿真验证,这套解决方案都能为您提供坚实的技术底座,显著降低建设门槛与周期。
    了解 孪易 IOC 产品详情与试用>> www.twinioc.net
    探索 图观引擎 产品详情与试用>> www.tuguan.net

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