基于MVC架构的深空探测任务设计与仿真平台-论文.pdf

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1、第31卷第8期计算机仿真2014年8月文章编号：1006—9348(2014)08—0092—05基于MVC架构的深空探测任务设计与仿真平台伍旭，戴光明，彭雷，杨忠敏(中国地质大学计算机学院，湖北武汉430074)摘要：深空探测任务的高风险、高投入、高复杂性，需要一套专业的软件对其进行设计与评估，因此，自主研发了一套用于深空探测任务设计与仿真的软件平台。平台包括初始轨道设计、引力辅助轨道设计、精确轨道设计、丰富的轨道优化设计算法、任务管理以及实时仿真等功能。平台采用MVC三层架构模式，将视图层和逻辑层解耦，满足软件工程中低耦合、高内聚的设计原则，软件的可扩展性、灵活性

2、得到充分的提升。最后，以地一火精确轨道任务、Cassini任务为例验证了系统的可靠性和精确性，能满足实际工程的设计要求。关键词：深空探测；轨道设计；优化算法；三层架构中图分类号：TP391．9文献标识码：BDeepSpaceExplorationMissionDesignandSimulatePlatformBasedonMVCWUXu，DAIGuang—ming，PENGLei，YANGZhong—min(SchoolofComputerScience，ChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China)ABSTR

3、ACT：Thedeepspaceexplorationisofhishrisk，highinvestmentandhighcomplexity．Itneedsasetofpro—fessionalsofiwaresforthedesigningandestimating．Therefore，adesigningandsimulatingplatformwasdevelopedforthedeepspaceexplorationmission．Thisplatformisconsistofmanykindsoffunction，suchasinitialt珀jector

4、yde—sign，gravity—assisttrajectorydesign，precisetrajectorydesign，trajectoryoptimizationalgorithms，taskmanagementandreal—timesimulationandSOon．ThisplatformadoptstheMVCdesignpatternwhichdecouplestheviewlayertoformthelogiclayerandsatisfiesthelow—couplingandhigh—cohesiondesignprincipleinsoft

5、wareengineering．Ithighlyimprovesthescalabilityandflexibilityofthesoftware．TheexperimentsontheEarth—to—Marsprecisetrajec-torydesignandtheCassinimissionindicatethatthisplatformisreliableandcorrect．Inthemeanwhile，itsatisfiesthedemandofpracticalengineeringdesign．KEYWORDS：Deepspaceexploratio

6、n；Trajectorydesign；Optimizationalgorithm；Three—levelarchitecture道设计的目的就是在综合考虑探测任务燃料消耗、时间消1引言耗、发射窗口、精度控制等诸多因素下，设计出一个满足要求深空探测是一项耗资巨大的航天活动，反映了一个国家的轨道的合理方案。任务仿真也是深空探测中重要的一环，综合国力和科学技术水平，探测计划的成功制定不仅具有深目的在于提供一个仿真环境，对探测计划的飞行程序进行评远的科学意义，也具有很强的政治意义。估和论证，以便提前发现探测任务中存在的问题。深空探测任务中转移轨道的设计是深空任务总体设计目前，

7、国外许多航天机构都拥有用来进行深空探测任务中关键技术之一，是进行深空探测需要首先解决的问题。轨设计与仿真的软件平台，软件的开发已比较完善。比较有代表性的有NASA的POST(TheProgramtoOptimizeSimulated项目基金：“十二五”民用航天专业技术预先研究项目；国家自然科学Trajiectories)、欧空局近年来研制成功的两套大型轨道优化包基金项目(61103144，60873107)；中国博士后科学基金ASTOS和ALTOS以及由AGI公司开发的一个综合性的软件(2011M501260，2012T50681，2012M5113