“天舟二号”成功对接！三分钟看懂“天舟二号”上的震撼黑科技！丨头条

在天舟二号与空间站进行对接的时候，动用了一个刷新全世界认知的黑科技，通过手动遥控的方式来让天舟二号飞船与本国的空间站实现了对接。宇航员通过遥距控制的方式操作货运飞船与空间站进行对接，这相比于过去只能全自动对接，又或者只能依靠飞船内部驾驶员的直接操作，已经可以算是黑科技了，因为这一套遥距操作真正的用途并不在于操作货运飞船与空间站进行对接，其真正的目的，实际上是为舱外类人型作业机器人而进行铺垫。

Hightopo 搭建 “天舟一号”货运飞船数字孪生管理系统。HT 三维仿真技术可多维度直观展示飞船主体、运载信息、飞行试验、技术实验、运行历程等重点管理对象的运行态势，支持全范围空间的态势可视化监控。智慧航天是基于大数据、云计算、人工智能技术的应用平台，它的出现能更加迅速的从海量数据中提取出有效的信息，为智慧决策提供有力支持。

数字孪生 · 可视化

// 模拟飞船运行

将地球以三维立体的形式辅以匹配地理环境贴图来进行三维虚拟仿真展示，并通过高亮散点的展示发达密集地区分布。界面由 3D 轻量化场景搭配 2D 数据面板以及动画驱动构建而成，如图是完整的界面展示：

选用 3D 可视化监控平台即可呈现立体的全面的飞船运行实时画面，且支持对接飞船传感器实时采集遥测、遥信信息，辅助监测人员通过数据对飞船运行态势、健康状态、预警告警信息等进行快速判断。

2022年1月6日，中国首次利用空间站机械臂，操作大型在轨飞行器也就是天舟二号进行转位实验，并取得了圆满的成功。

// 数据全方位展示

对于庞杂繁琐的航天数据来说，想要超精度、高效率、大范围的处理分析数据，则需要通过时间、空间、分类等多源数据进行分析研判，进而实时呈现飞船的推进剂、运载、飞行试验、技术实验等状态信息，并根据预警告警提示快速进行问题定位。

同时界面可添置时间轴式运行历程，进行历史回溯和模拟演练，点击时间节点可单独播放对应过程的动画。

// 帆板展开仿真可视化

天舟号（包括天舟一号、天舟二号）货运飞船由大直径的货物舱和小直径的推进舱组成。货物舱用于装载货物，而推进舱为整个飞船提供动力与电力。推进舱两侧各有一翼太阳能帆板三板，3D 可视化仿真演示如下：

// 自主导引可视化

天舟一号在远距离段需要人工辅助将飞船引导到距离天宫二号一定的位置，然后由飞船自主完成近距离交会对接。

每次变轨前后，地面测控站首先要对飞船和空间实验室进行精确测轨，掌控它们现在和未来的准确位置后，再对飞船发号施令。这样一环扣一环，每一步都必须将飞船严格控制在预定的范围内，最后才能保障飞船自主导引的正常实施。

// 自主对接可视化

据了解，空间交会对接是载人航天活动的三大基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、补给、维修、回收、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。但飞船的运动过程变幻莫测，其飞行速度可达 8 Km/s，为确保飞船自主对接的顺利进行，地面监测人员必须在第一时间从数据中获取飞行实况，而飞船每秒传回的原始数据有 8G 之多，单纯依靠人工解决，效率会大大降低。

HT 构建的 3D 可视化应用层，通过虚拟飞船，打通了抽象模型到数据呈现之间的桥梁，赋予以“类/对象“”形式表达的“设备模型/设备实例”仿真可视化的效果。

飞船完成交会对接动作主要是依赖地面测控，监测人员在地面生成的轨道参数注入指令，如飞船发动机开机及时长点位等内容，监测人员依旧可根据数据可视化大屏呈现的实时数据进行分析判断和决策。

// 燃料补给可视化

切换成可视化效果，通过透明化重点设备以外模型，直观展示能源设备分布，监测人员可直观的观察到舱内燃料补给状态，呈现飞船及推进剂储量等信息。

通过三维可视化平台实时呈现接收到的各类监测数据、探测全过程和其他必要状态信息。除传统的通过人工建模外，HT 支持对 BIM 模型展示功能，将带有结构、工程等信息的 BIM 模型做轻量化处理，确保场景在 Web 中高效流畅地加载运行。采用事件机制进行界面局部更新，避免 FPS 的游戏方式，过多进行无意义的界面刷新，避免桌面卡顿和手机发烫等问题。

HT 可视化技术应用实现了数据共享，逐步实现产业数字化、绿色化、智能化。采用轻量化三维建模技术，通过 HT 实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

HT 三维可视化技术采用 B/S 架构，用户可通过 PC 、 PAD 或是智能手机，只要打开浏览器可随时随地访问三维可视化系统，实现远程监查和管控。通过 B/S 架构与模型轻量相结合， HT 三维可视化技术首先在一定程度上减轻了用户对于采购高性能硬件费用的压力，其次打破了以往用户在监控室内进行管理的管理场景的局限性。

2021年对载人航天工程全线来讲是收获满满、硕果累累的一年，5次飞行任务连战连捷，空间站建造取得阶段性成果，中国人首次入驻自己的‘太空家园’，历史在辛勤的奋斗者手中不断刷新纪录。