虚拟现实与卫星仿真技术
将vR技术与有限元技术、计算机流体动态技术结合可用于辨别物体应力区域、完成测定物体周围的气流场、涟流场和表面温度特征等工作。对于卫星这类复杂的工程,vR技术可利用计算机网络环境实现设i十和制造各阶段交叉进行。
由不同终端处理不同过程,最后通过服务器进行数据管理与通讯。在虚拟现实环境中,计算机能生成全部工件原形,可对虚拟原形进行预装配.在预装配同时还能进行碰撞检测、阶段性的性能测试等,若对测试结果不满意.还可对【件设阡图宴时修改。这样可大大减少设计娈更、错误和返工等浪费。用“虚拟原形”代替“真实模型”进行预装配,可提高设计可靠性,节约大量原材料:在进行实际加工过程中.虚拟制造系统可将虚拟环境叠加于真实环境之上,如把虚拟的模板显示在正在加工的工件上.工人根据此模板控制待加工尺寸,能简化加工过程,提高加工精度保证研制出的lJ里稳定可靠。
卫星的发射与运行当我们在虚拟环境中完成了lJ星的研制任务以后.一个与真实卫星性能完全相同的“虚拟卫星”已告成功。但该卫星能否顺利地被发射、定轨以及在预定的轨道上正常地运行,还有待进一步加以验证。根据卫星发射场地的地理环境、气象资料、卫星的重量、卫星的运行高度及发射该卫星所用火箭的重量和运载能力等来构造卫星发射阶段的虚拟环境。由于火箭发射时的加速度很大,这时卫星的机械强度就要受到严峻的挑战;在这过程中还可以考验我们设计的卫星会不会出现机械 }的共振,以及制造卫星的材料在发射过程中对受力和温度变化的反应。这一切都可以利用虚拟环境中的可视化技术把“卫星的变化过程中相关参数用图形和数据显示出来。仿佛我们就坐在卫星上,随着火箭的发射,与卫星一起开始邀游太空。卫星发射升空达到预定的高度和预定的速度以后,将要对卫星进行定轨控制,依据卫星预定轨遭的数学模型构造相应的虚拟环境:配合其控制策略,展现卫星在定轨阶段的运行轨迹和控制精度,以对控制策略和控制算法进行验证和再次优化=当卫星进^了预定的轨道以后,将开始在某一确定高度的空问轨道运行。太空中的环境状况是极其恶劣的,许多因数也是难以完全考虑到,如太阳、地球、月亮等星体对卫星的影响是可以预先知道的,卫星在太空工作时的姿态及工作时可能引起的扰动等也是可以估计的,而宇宙射线等的变化则带有很大的随机性。用实物和半实物仿真是不可能的,这时用虚拟现实技术仿真就显示出其独特的优越性;把太空的各种因数用相应的数学模型来进行描述.其中还可以加^一些随机模型。在这样一个虚拟环境中运行卫星,验证所采用的控制策略是否满足执行空间任务的要求,还可通过不断修改控制策略来找出最佳实现的控制方法。在可视化的虚拟环境中可以很直观的看到卫星在轨道上的运行轨迹和卫星姿态的稳定性。
3.2 卫星虚拟环境中的输入输出设备





