数字孪生技术仿真出北斗卫星发射！物联网进军航天智慧新里程

前言

北斗三号最后一颗全球组网卫星于2020年6月23日在西昌卫星发射中心点火升空，发射成功。

北斗提供全球服务以后，各行各业应用北斗的信心倍增，全面布局北斗产业。比如与交通运输、农林牧渔、电力能源、减灾救灾、金融通信等传统应用领域业务融合不断深化。同时，随着5G商用时代的到来，北斗正在与新一代通信、人工智能等新技术加速融合，增强国防综合实力。

数字孪生模拟卫星发射界面预览

HT for Web 自主研发了强大的基于 HTML5 的 2D、3D 渲染引擎，为可视化提供了丰富的展示效果。在 2D 组态 和 3D 组态 上，Hightopo（以下简称 HT ）的 HT for Web 产品有着丰富的组态可供选择，本文将介绍运用 HT 丰富的 2D/3D 组态 搭建出的一个 北斗三号卫星成功发射的可视化系统案例 。

北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国GPS、俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。是一个全天候、全天时提供卫星导航信息的区域性导航系统。系统主要为交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、海上作业、物流管理等行业提供高效的导航定位服务，应用前景十分广阔。

数字孪生的构建是智能化管理服务的重大颠覆性创新，所有事物都在数字世界有虚拟映像，信息可见，轨迹可循，状态可查，虚实同步运转，情景交融，过去可追溯，未来可预期，当下知冷暖，见微知著，睹始知终，整个发射轨迹尽在掌握。

采用数字孪生技术，通过对运行数据进行连续采集和智能分析，可以预测维护工作的最佳时间点。

查阅更多行业数据可视化案例，还可申请免费试用：https://www.hightopo.com/demos/index.html

中心的是 3D 场景，两侧数据是由 2D 面板组成，可 360 度旋转、平移和缩放场景。数据面板展示了火箭以及卫星的一些相关模拟信息。

通过可视化大屏从全版图、指定区域再到指定的关键设备，全面、集中、动态地展示了北斗三号卫星和火箭升空的监控管理、路线管理、运行数据与设备状态等智能化管控。做到全方位、全周期的监控“数字孪生体”的运营状态，为航天工程的运营运维、风险排查提供精准、实时的信息数据。

5个步骤展示火箭升空过程

• 稳定器点火和发射部署
• 助推器点火，加速、分离
• 二级火箭点火，释放推力
• 整流罩被剥离，二级火箭分离
• 剥离卫星进入轨道，开始运行

模拟卫星绕轨飞行

上述时间轴的五个时间可以通过点击时间节点进行单独播放对应过程，如下图：

模拟飞行第三过程

火箭的作用是把载荷运送到一定高度，那燃料的作用则是提供能量。所以燃料才是关键，火箭是一个烧燃料的工具，点燃燃料，将燃料燃烧生成的各种废气往后推达到助力作用，自己才能前进。下图是模拟查询燃料剩余量数据面板。

模拟燃料剩余量数据

列表记录是过程状态和过程结果的文件，记载生产与质量管理过程中的每一步操作。是质量管理体系文件的一个重要组成部分，根据记录的上述特性，记录在组织的质量管理体系中发挥着重要的作用。记录的主要目的是保证生产过程的可追溯性。

记录作为基础性和依据性文件，尽可能全面地反映产品质量形成的过程和结果以及质量管理体系的运行状态和结果。航天发射也是一样需要进行记录过程事件，如下是卫星升空过程中不同阶段，点击【Show】可以展示某一时间点的场景界面。

模拟某一时间点的场景界面

实现价值

通过卫星导航专项的集智攻关，我国实现了卫星导航基础产品的自主可控，形成了完整的产业链，逐步应用到国民经济和社会发展的各个领域。伴随着互联网、大数据、云计算、物联网等技术的发展，北斗基础产品的嵌入式、融合性应用逐步加强，产生了显著的融合效益。民用高精度定位和导航服务，这是北斗业务的核心。

许多现代农业播种、撒药、收获、放牧等方式，也需要北斗提供的精准位置。这么多年来，重力场、磁场、板块运动、自转、地球质心、海洋潮汐、冰川、极地、大气科学等多种地球科学的研究均达到了前所未有的高度，北斗等卫星导航系统等功不可没。北斗的出现，使得基建强国获得大尺度范围施工的精度大幅提升，最高达到毫米级。这不仅使得工程的超高质量得以保证，也极大降低了传统测绘方式达到类似精度的巨大开支。

总结

综上，推动卫星导航和新兴技术的融合，比如5G、移动通信、大数据、互联网等一定会带来新的更多的模式、业态和经济增长点。可以说，北斗前途限于人的想象。今天的北斗导航系统，已经快步走进新时代，未来还将建立我国的综合导航定位设施服务体系。

秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的发展理念，大力弘扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，2035 年前将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系，为未来智能化、无人化发展提供核心支撑，持续推进系统升级换代，融合新一代通信等新兴技术，构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。服务全球，造福人类！