数字孪生卫星:概念、关键技术及应用

来源：计算机集成制造系统杂志2020年第3期北京时间：

作者：刘蔚然,陶飞,程江峰,张连超,易旺民

单位：1.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院2.中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所

摘要：在分析卫星产业发展趋势与升级转型新需求后,为推动卫星与新技术融合发展,提升大型卫星工程的整体管理水平与流程管控能力,促进卫星产业数字化、网络化、智能化、服务化转型升级,将数字孪生技术与卫星工程的关键环节、关键场景、关键对象紧密结合,探讨提出了数字孪生卫星的概念。为阐述数字孪生卫星内涵,以卫星互联网项目为背景,从空间维度对数字孪生卫星的组成进行了分析,包括数字孪生卫星试验验证系统、数字孪生卫星总装车间、数字孪生卫星产品、数字孪生卫星网络等。从时间维度对数字孪生卫星核心要素,包括模型线程(Model Thread)、数据线程(Data Thread)、服务线程(Service Thread),进行了阐述。在此基础上提出了数字孪生卫星关键技术体系,并结合前期已开展的相关实践工作,从全生命周期视角对数字孪生卫星在卫星总体设计、详细设计、生产制造(含装配、集成与测试)、在轨服务与健康管理、网络运维管理各阶段的应用进行了探讨,以期为未来卫星产业发展,卫星工程和卫星互联网工程建设提供参考。

关键词：数字孪生卫星,数字孪生,卫星工程,卫星互联网,数字孪生五维模型,全生命周期,新一代信息技术

基金资助：北京市杰出青年科学基金资助项目(JQ19011);2019年工业互联网创新发展工程资助项目。