《航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)》對(duì)航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，包括航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)的研究概況、基本理論、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)軟件，重點(diǎn)對(duì)航天任務(wù)分布式視景仿真中的數(shù)學(xué)模型、仿真框架、信息流和時(shí)間同步管理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，同時(shí)結(jié)合分布式仿真平臺(tái)和三維視景仿真軟件對(duì)有關(guān)仿真原理和方法進(jìn)行了說明
《航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)》的作者來自航天、航空、兵器等多個(gè)領(lǐng)域的科研單位、高等院校和情報(bào)機(jī)構(gòu)，力求書中所述內(nèi)容系統(tǒng)全面、通俗易懂。
《航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)》可供從事航天器總體設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考，也可作為高等院校相關(guān)領(lǐng)域研究生和本科高年級(jí)學(xué)生的教學(xué)參考書。
自1957年10月4日，蘇聯(lián)在拜科努爾發(fā)射場(chǎng)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星（Sputnik）以來，世界航天技術(shù)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，人類已經(jīng)逐步掌握了進(jìn)入空間和利用空間的科學(xué)理論和工程技術(shù)，世界各航天強(qiáng)國也將越來越多的航天任務(wù)列入研發(fā)計(jì)劃。航天任務(wù)的研發(fā)和實(shí)施是一項(xiàng)高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)和高投入的系統(tǒng)工程，只有經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析與論證的航天任務(wù)才能達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)。仿真和試驗(yàn)是人類進(jìn)行航天技術(shù)探索的主要手段，航天技術(shù)的特點(diǎn)使得進(jìn)行試驗(yàn)的代價(jià)十分高昂，普遍的方法是通過仿真進(jìn)行航天新技術(shù)的探索和工程設(shè)計(jì)，這樣既節(jié)約了成本，也降低了風(fēng)險(xiǎn)。伴隨著航天技術(shù)的高速發(fā)展，仿真技術(shù)在世界各國航天任務(wù)的研發(fā)中多次發(fā)揮過重要作用。在我國的航天任務(wù)研發(fā)中，從預(yù)先研究到任務(wù)執(zhí)行，仿真技術(shù)也一直受到航天任務(wù)各參研單位的高度重視。
航天任務(wù)分布式視景仿真是系統(tǒng)仿真技術(shù)與航天工程相結(jié)合的產(chǎn)物，是以航天器動(dòng)力學(xué)原理、相似原理、系統(tǒng)工程理論、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、分布式仿真技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)、各種模擬器以及專用設(shè)備為工具，利用所建立的航天器系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)的或假想的航天器系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示、分析和研究的一門多學(xué)科的綜合技術(shù)。除了仿真技術(shù)所具有的一般性特點(diǎn)之外，航天任務(wù)分布式視景仿真還具有運(yùn)行效率高、可靠性高、可信度高、分析能力強(qiáng)、可視化效果好、展示效果逼真等顯著特點(diǎn)，這些特點(diǎn)促使航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)成為當(dāng)今航天任務(wù)仿真和未來仿真技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)也必將在未來世界航天技術(shù)的發(fā)展中占據(jù)重要地位。
本書內(nèi)容分為7章，深入淺出地介紹了航天任務(wù)分布式視景仿真技術(shù)的研究概況、基本理論、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)軟件，重點(diǎn)對(duì)航天任務(wù)分布式視景仿真中的數(shù)學(xué)模型、仿真框架、信息流和時(shí)間同步管理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，同時(shí)結(jié)合分布式仿真平臺(tái)和三維視景仿真軟件對(duì)相關(guān)仿真原理和方法進(jìn)行了說明。讀者可參考本書利用相關(guān)仿真工具軟件搭建航天任務(wù)分布式視景仿真系統(tǒng)，從而開展更深層次的研究和開發(fā)工作。
本書的完成是集體智慧的結(jié)晶，本書的作者來自航天、航空、兵器等多個(gè)領(lǐng)域的科研單位、高等院校和情報(bào)機(jī)構(gòu)，力求本書所述內(nèi)容系統(tǒng)、全面。支撐本書的除了作者們近幾年發(fā)表的論文和技術(shù)報(bào)告（列于各章參考文獻(xiàn)中），還有8篇重要的博士學(xué)位論文（詳見本書附錄），在此一并對(duì)論文和報(bào)告的作者表示感謝。最后，特別感謝航天科技圖書出版基金對(duì)本書的資助，以及中國宇航出版社為本書出版所做的大量工作。
本書是作者們多年來從事航天工程技術(shù)研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，內(nèi)容豐富、全面，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。限于作者的水平，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正，不吝賜教。
作者
2013年7月
侯建文，1960年6月出生，吉林長春人，本科學(xué)歷，研究員，1982年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動(dòng)控制專業(yè)，現(xiàn)任多個(gè)型號(hào)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)師或技術(shù)負(fù)責(zé)人，總裝衛(wèi)星和控制技術(shù)專業(yè)組成員，863專家，多個(gè)學(xué)會(huì)的委員等。
第1章 概論
1.1 航天任務(wù)仿真的背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 分布式交互仿真的發(fā)展
1.4 視景仿真技術(shù)
1.4.1 Creator
1.4.2 Vega Prime
1.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 航天任務(wù)仿真技術(shù)
2.1 航天任務(wù)仿真的發(fā)展
2.2 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真
2.2.1 系統(tǒng)、模型與仿真
2.2.2 仿真的一般過程和步驟
2.3 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真理論
2.3.1 相似理論
2.3.2 建模方法理論
2.3.3 仿真方法理論
2.3.4 支撐系統(tǒng)技術(shù)
2.3.5 應(yīng)用理論
2.4 系統(tǒng)仿真分類
2.4.1 根據(jù)仿真對(duì)象的特征分類
2.4.2 根據(jù)仿真時(shí)間和自然時(shí)間的比例關(guān)系分類
2.4.3 根據(jù)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)手段分類
2.5 系統(tǒng)仿真技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 航天任務(wù)仿真的動(dòng)力學(xué)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
3.1 常用坐標(biāo)系
3.1.1 地心赤道慣性坐標(biāo)系
3.1.2 地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
3.1.3 航天器軌道坐標(biāo)系
3.1.4 航天器本體坐標(biāo)系
3.2 航天器動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
3.2.1 軌道動(dòng)力學(xué)
3.2.2 近距離相對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)
3.2.3 姿態(tài)動(dòng)力學(xué)
3.3 典型變軌理論與模型
3.3.1 遠(yuǎn)距離變軌理論
3.3.2 近距離變軌理論
3.4 衛(wèi)星星下點(diǎn)與覆蓋區(qū)計(jì)算模型
3.4.1 衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡計(jì)算
3.4.2 地面覆蓋區(qū)數(shù)學(xué)模型
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 分布式航天任務(wù)仿真框架
4.1 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真的界定
4.1.1 仿真對(duì)象的界定
4.1.2 航天測(cè)控系統(tǒng)
4.1.3 航天器系統(tǒng)
4.1.4 航天應(yīng)用系統(tǒng)
4.1.5 人機(jī)交互功能
4.2 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真框架的組件化分析
4.2.1 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真框架的組件化
4.2.2 仿真系統(tǒng)的組合方案
4.2.3 組件間的交互數(shù)據(jù)分析
4.3 航天任務(wù)系統(tǒng)仿真框架
4.3.1 數(shù)據(jù)處理組件
4.3.2 航天任務(wù)仿真系統(tǒng)的組成與分類
4.3.3 復(fù)合模塊
4.4 基于框架的航天任務(wù)仿真系統(tǒng)開發(fā)流程
4.5 分布式航天任務(wù)仿真中的幾個(gè)問題
4.5.1 邏輯時(shí)間系統(tǒng)
4.5.2 物理時(shí)間系統(tǒng)
4.5.3 仿真同步
4.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 信息流
5.1 信息流的任務(wù)
5.2 確定仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制
5.2.1 維定義
5.2.2 各維的區(qū)間劃分
5.3 航天任務(wù)建模
5.3.1 地面通信
5.3.2 航天器測(cè)控
5.3.3 航天器
5.3.4 載荷應(yīng)用
5.4 聯(lián)邦對(duì)象定義
5.4.1 對(duì)象類及其屬性
5.4.2 交互類及其參數(shù)
5.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 時(shí)間同步管理
6.1 時(shí)間同步管理的概念與目標(biāo)
6.1.1 分布式科學(xué)仿真對(duì)時(shí)間管理的需求
6.1.2 時(shí)間同步管理的目標(biāo)
6.2 影響仿真系統(tǒng)推進(jìn)效率的因素
6.2.1 單進(jìn)程計(jì)算與分布式并行計(jì)算的對(duì)比
6.2.2 無數(shù)據(jù)傳遞的情況
6.2.3 單聯(lián)邦成員組建仿真系統(tǒng)的情況
6.2.4 影響分布式仿真系統(tǒng)推進(jìn)效率的主要因素
6.3 航天任務(wù)仿真系統(tǒng)的時(shí)間同步管理
6.3.1 航天任務(wù)仿真系統(tǒng)時(shí)間推進(jìn)的特點(diǎn)
6.3.2 步長自適應(yīng)推進(jìn)
6.3.3 事件即時(shí)處理
6.3.4 成員推進(jìn)邏輯
6.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
……
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