大数据在航天领域的应用

大数据在航天领域的应用

中国航天事业是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后和特殊的国情、特定的历史条

件下发展起来的。中国独立自主地进行航天活动，以较少的投入，在较短的时间里，走出了一条适合本国国情和有自身特色的发展道路，取得了一系列重要成就。

航天在研制、运行和发布成果的全过程中，都会产生大数据和要求应用大数据。数据既是航天理论的基础，又是航天实践的基石。航天要对尺度远比地球大无数倍的广阔空间进行探索，其总量更多，要求更高。如果没有及时而精确的大数据支持，哪怕是一个小数点的错误，也会影响全局的成败。因此，航天大数据不仅具有一般大数据的特点，更要求高可靠性和高价值。因而，航天是最早提出发展大数据技术的领域，也是取得大数据成果最多的领域。

中国的航天大数据应用领域也已取得了一定成绩，综合指挥监控系统可广泛用于航天测发、测控设备及显示控制系统；航天指挥作战体系模拟推演、作战评估系统；航天作战指挥显示控制系统；联合指挥作战仿真系统；航天器数据分析、状态监控系统。

综合指挥监控系统是面向航天军工领域的高级可视化仿真解决方案。平台拥有几近写实的视觉效果，实时动态的战场环境与态势仿真，灵活自由的大屏多屏操作模式，强大的数据多维分析，无以伦比的大数据性能，以及对无边界的复杂场景的支持。

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科幻电影级的实时可视化效果

海陆空天电 强大的五维联合作战态势感知 突破性的时空作战态势联动 全数据驱动的装备仿真

为监控中心量身打造的大屏多屏解决方案

航天综合指挥监控系统功能

1. 战场态势可视化

1.1全三维战场态势

系统利用三维视图结合虚拟现实技术进行更加逼真的态势显示。全球高程显示，超精细细节，超大范围地形展示，视角范围可从全球视角无级放大至微观细节观察视角，实现了全空间范围的环境态势显示，以最佳方式实现了战场环境可视化和战场态势可视化。

1.2多样化的二维电子地图

系统支持多样化的二维电子地图，包含军用地图、海图，支持地图导出。能够加载矢量数据和栅格数据，进行地图的放大、缩小、漫游、距离量算、区域覆盖计算、标绘以及图层控制，支持移动目标的显示控制。

1.3大规模联合作战

系统囊括了全部的军事对象，支持海、陆、空、天、电，五维空间态势一体化呈现,在战略、战术、战役各个层面进行可视化呈现。

1.4复杂电磁态势、作战辅助信息

系统支持各类传感器、雷达信号、通讯链路等可视化呈现和分析，支持航线、轨道，坐标系及网格显示。基于二维地图可加载卫星轨道数据，模拟卫星空间飞行状态、运行轨迹、载荷工作状态及工作模式。

2. 作战装备可视化

2.1装备仿真效果的新纪元

系统基于OpenGL图形API自主研发的三维实时渲染引擎，结合高度逼真的图像渲染，通过系统内置的大范围地形数据可视化模型、可视化模型数据库、可视化效果库，武器装备的三维仿真效果可进行存储、积累和复用，可视化效果高水准呈现。

2.2全数据驱动

系统中武器装备的位置、运行的轨迹、空中的姿态等动态呈现，全部基于数据实时驱动实现。能够通过网络接收实时数据并与后台数据平台对接，驱动仿真画面实时更新。

2.3装备性能参数数据库，可嵌入各种仿真计算模型

结合先进的仿真引擎技术和组件化建模技术，基于模板的组件化建模机制及灵活的模型装配手段，内置常见型号装备设计性能参数数据，可构建多领域多层次仿真系统。

3. 任务流程可视化

3.1任务流程建模与可视

二三维地理信息系统与军事作战想定内容相结合，根据想定内容集成、驱动各领域模型，真实再现作战过程中信息的流动和作战行动的动态演化，利用三维可视化技术将任务流程可视化，为指挥自动化系统的综合效能评估提供逼真的战场环境模拟和数据支持。

3.2时间线及时空一体态势感知

系统将空间态势感知信息进行集成、同化和融合处理，基于二三维GIS系统，保证时空一体化展现，基于全时统时间线的流程回放及推演，支持时刻跳转、事件跳转、倍速变更等交互操作。

4. 影视级实时渲染

三维可视化效果是通过基于OpenGL图形API自主研发的三维实时渲染引擎实现，仿真装备对象全部由数据驱动。利用三维视图结合虚拟现实技术进行更加逼真的态势显示，真实仿真宇宙和地球、自然环境、作战装备、战场信息等可视化效果。以最佳方式实现了战场环境可视化和战场态势可视化，达到科幻电影级的实时可视化效果。

5数据分析引擎

5.1分析算法模块

系统内置分析算法，还可支持分析算法模块扩充。并支持嵌入各种仿真计算模型，为更加复杂的行业应用提供支持。

5.2多维并列分析

针对海量数据繁多的指标与维度，按主题、成体系地进行多维度的实时交互分析，提供上卷、下钻、切片、切块、旋转等数据观察方式，呈现复杂数据背后的联系。

5.3可交互联动分析

将多个视图整合，展示同一数据在不同维度下呈现的数据背后的规律，帮助用户从不同角度分析数据、缩小答案的范围、展示数据的不同影响。

6大屏多屏环境支持

为监控中心量身打造大屏解决方案，超高像素全屏点对点输出，可达视网膜级分辨率，显示画面清晰、细腻、惊艳。支持多屏拼控，显示内容自由布局组合。并可通过PAD手持设备作为控制终端来实现对大屏的交互控制。系统内置对矩阵、拼控设备的控制支持，实现软件根据投放内容需要自动切换大屏幕布局场景，大幅度降低使用过程中的交互复杂程度。

7性能超群

系统支持十亿级接入数据吞吐量，超大分辨率以支撑海量动态目标同屏显示，大到整个太阳系，小到一只蚂蚁，我们可以为您清晰呈现。

8 特有的演示汇报模式

系统具有屏幕布局编辑功能、脚本编辑功能及视角编辑功能，可根据客户演示汇报所需要的场景进行布局组合，对演示脚本按章节进行预先编辑，并通过不同的视角观看演示主体，对演示场景进行不同的呈现和诠释。内置播放控制功能，播放内容可以按需进行播放、暂停、加速等。