深空探测数学仿真系统整体框架与若干子模块的设计与实现

摘要

深空探测是我国航天事业的重要领域之一，它的顺利进行也是我国综合国力的体现。在此之前进行必要的数学仿真实验可以大大降低实验研究的成本。本论文基于上述背景，研发了一套深空探测数学仿真系统进行深空探测任务的仿真演示和分析。
　　首先本论文对整个系统进行需求分析。接着设计了模型构建编辑系统、星体表面环境构建系统和仿真计算可视化系统三个子系统。模型构建编辑子系统和星体表面环境构建子系统提供了探测器模型和地表探测环境，仿真计算可视化子系统则提供了仿真可视化界面供用户进行仿真实验。
　　本论文在整体框架设计的基础上对仿真可视化子系统中的飞行演示仿真子模块、太阳翼分析子模块、天体成像搜索子模块进行了更为详细和深入的设计实现。飞行仿真仿真模块主要是根据用户需求设计并演示真实的深空探测过程，给研究人员更直观的感受。太阳翼分析模块则是对作为能源设备的太阳翼进行仿真分析，得到不同情况下太阳翼的遮挡情况以及如何最优化能源供应。天体成像搜索模块的功能主要是根据用户不同的约束条件搜索出探测器能够成像的相应姿态。这三个模块作为整个系统的核心功能部分，大大提高科研人员的研发效率。
　　最后对本论文的工作情况进行详细的总结，并展望未来研究方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景与意义

1．1．1 论文研究背景

1．1．2 论文研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容与组织结构

1．3．1 论文研究内容

1．3．2 论文组织结构

第2章 系统需求分析与框架设计

2．1 系统需求分析

2．1．1 功能需求分析

2．1．2 性能需求分析

2．1．3 二次开发功能需求分析

2．1．4 接口需求分析

2．2 系统框架设计

2．2．1 系统整体框架介绍

2．2．2 系统设计重点和难点分析

2．2．3 模型构建编辑系统设计

2．2．4 星体表面环境构建系统设计

2．2．5 仿真计算可视化系统设计

第3章 飞行演示仿真子模块设计与实现

3．1 模块概述

3．2 场景布局设计

3．2．1 场景资源

3．2．2 场景布局工具

3．3 脚本控制

3．3．1 Celx脚本简介

3．3．2 Celx脚本开发与调试

3．3．3 脚本实例分析

3．4 视频录制

3．5 效果展示

第4章 太阳翼分析子模块设计与实现

4．1 模块概述

4．2 输入配置

4．3 遮挡情况分析

4．3．1 太阳翼入射角

4．3．2 遮挡阴影分析

4．3．3 遮挡阴影的显示和比例计算

4．4 旋转原则分析

4．4．1 指定角度旋转分析

4．4．2 自定义太阳光旋转分析

4．4．3 对日原则旋转分析

4．5 简化能源分析

第5章 天体成像搜索子模块设计与实现

5．1 模块概述

5．2 输入输出功能

5．2．1 输入功能

5．2．2 输出功能

5．3 成像搜索算法

5．3．1 算法整体设计

5．3．2 物空间搜索算法实现

5．3．3 图像空间搜索算法实现

5．3．4 算法分析及效果

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢