近年來，我國載人航天事業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，空間站也已具備開展科學(xué)實驗的條件。為了確保空間站科學(xué)實驗的順利開展，使在軌任務(wù)實施人員及時了解天地有效載荷工作狀態(tài)、工作原理和運行結(jié)果等相關(guān)信息，北京國遙新天地信息技術(shù)股份有限公司研發(fā)了空間站運行狀態(tài)綜合顯示系統(tǒng)及分析軟件（以下簡稱“系統(tǒng)及軟件”），進(jìn)而輔助空間應(yīng)用任務(wù)能夠順利運行。
該系統(tǒng)及軟件按照“多功能集成、通用化、組件化”的設(shè)計思想，同時充分考慮系統(tǒng)開放性和靈活性，采用分層技術(shù)架構(gòu)，自下向上分為數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)訪問層、系統(tǒng)服務(wù)層、業(yè)務(wù)平臺層、綜合服務(wù)層、專業(yè)應(yīng)用層等六個層次。
該系統(tǒng)及軟件功能模塊包括空間任務(wù)計算與觀測分析工具箱、綜合顯示平臺兩部分內(nèi)容。其中，工具箱由三維空間站及光學(xué)觀測分析軟件、二維空間站運行狀態(tài)顯示軟件、二維光學(xué)觀測運行狀態(tài)顯示軟件及系統(tǒng)后臺管理模塊等部分組成。綜合顯示平臺功能主要包括宇宙空間信息管理、瀏覽導(dǎo)航、時間控制、渲染管理、視窗控制及腳本管理等。
空間任務(wù)計算與觀測分析工具箱
1.三維空間站及光學(xué)觀測分析軟件
基于三維空間信息引擎，在空間站視角下，展示天和號、夢天艙、問天艙、載荷、空間站全景和地球全景。實現(xiàn)空間站三艙科學(xué)實驗任務(wù)、光學(xué)艙空間天文觀測任務(wù)、拓展艙段在軌應(yīng)用任務(wù)，以及地面鏡像平臺有效載荷運行狀態(tài)、實驗進(jìn)展（或過程）、實驗現(xiàn)象等信息的實時或回放查看。
2.二維空間站運行狀態(tài)顯示軟件
基于二維空間信息引擎，在地球視角下，展示當(dāng)前時間、地面站分布情況、空間站當(dāng)前位置及運行情況等內(nèi)容。
3.二維光學(xué)觀測運行狀態(tài)顯示軟件
在實時模式和歷史模式下展現(xiàn)天區(qū)觀測信息。其中，在實時觀測模式下，實時顯示當(dāng)前正在觀測的天區(qū)，包括天區(qū)編號、天區(qū)位置、觀測模式等。在歷史觀測模式下，則可以通過配置歷史回放參數(shù)，查看歷史累計觀測數(shù)據(jù)。
4.系統(tǒng)后臺管理模塊
提供用戶角色權(quán)限管理，航天器、地面站、載荷、觀測目標(biāo)等配置管理，保障系統(tǒng)正常運行。
綜合顯示平臺
1.宇宙空間信息管理
依據(jù)指定天文星表構(gòu)建恒星系統(tǒng)和整個宇宙空間，顯示星座、恒星、行星、衛(wèi)星等各類天體。實現(xiàn)宇宙空間漫游，支持大氣層、晨昏時的橘色光線、地形陰影、行星環(huán)、恒星光芒等效果顯示。
2.瀏覽導(dǎo)航
實現(xiàn)恒星、太陽系各天體的快速定位及瀏覽，能夠計算指定時期內(nèi)日食及月食發(fā)生次數(shù)，并展示其三維效果。
3.時間控制
提供時間設(shè)置功能，可以快進(jìn)10倍或慢放10倍，輔助進(jìn)行天體瀏覽。
4.渲染管理
通過調(diào)整環(huán)境光照強(qiáng)度，控制天體顯隱、設(shè)置反鋸齒效果等，展現(xiàn)星系、星團(tuán)、星云、行星多樣化渲染效果。
5.視窗控制
提供水平分割及垂直分割視窗，實現(xiàn)多視窗顯示效果。
6.天區(qū)觀測
通過設(shè)置圖層顯隱、時間跨度、觀測模式等，實現(xiàn)實時模型及歷史模式下天區(qū)觀測信息展示。
空間站不僅是科學(xué)研究的平臺，也是技術(shù)創(chuàng)新的試驗場。空間站運行狀態(tài)綜合顯示系統(tǒng)及分析軟件的建設(shè)，能夠為空間應(yīng)用任務(wù)順利運行提供技術(shù)支撐，為空間站科學(xué)實驗的成功提供保障，進(jìn)而促進(jìn)我國空間技術(shù)發(fā)展。
