從1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號(hào)”開(kāi)始，人類邁出了進(jìn)入太空的第一步。此后的幾十年間，航天活動(dòng)始終被美蘇、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家主導(dǎo)，發(fā)展節(jié)奏緩慢且集中。從發(fā)射首顆衛(wèi)星到突破第1000顆，人類花費(fèi)了將近半個(gè)世紀(jì)。而進(jìn)入21世紀(jì)，隨著商業(yè)力量的興起，這一進(jìn)程顯著加速——僅用不到四年，全球便完成了從第5000顆到第10000顆衛(wèi)星的發(fā)射。這一速度的躍升，既是技術(shù)突破的結(jié)果，也是全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)走向成熟的必然趨勢(shì)。

　　在這一浪潮中，中國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展尤為引人注目。近年來(lái)，中國(guó)商業(yè)航天正由“政策破冰”邁向“產(chǎn)業(yè)躍升”，從最初的企業(yè)試水、零散布局，逐步形成涵蓋火箭、衛(wèi)星、測(cè)控、應(yīng)用等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)《“十五五”商業(yè)航天發(fā)展思路與路徑》課題研究，中國(guó)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)已進(jìn)入快速成長(zhǎng)期，在政策引導(dǎo)、資本驅(qū)動(dòng)和技術(shù)積累的合力作用下，正呈現(xiàn)出從“工程驅(qū)動(dòng)”向“產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)”、從“單點(diǎn)突破”向“系統(tǒng)能力”躍遷的全新特征。

　　回溯過(guò)去十年，我國(guó)商業(yè)航天大致經(jīng)歷了“2015—2020年起步期”和“2020年至今的成長(zhǎng)期”兩個(gè)階段。起步期的標(biāo)志性事件是2015年國(guó)家出臺(tái)《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015—2025年）》，這成為商業(yè)航天政策破局的信號(hào)。藍(lán)箭航天、星際榮耀等民營(yíng)企業(yè)相繼成立，打破了由國(guó)有主導(dǎo)的行業(yè)格局。2019年，星際榮耀成功實(shí)現(xiàn)我國(guó)首個(gè)民營(yíng)火箭入軌發(fā)射，星河動(dòng)力“谷神星一號(hào)”首飛成功，標(biāo)志著我國(guó)商業(yè)航天進(jìn)入“技術(shù)觸發(fā)”階段。

　　進(jìn)入2020年后，商業(yè)航天步入快速成長(zhǎng)通道。一方面，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被納入“新基建”戰(zhàn)略，明確其國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施地位；另一方面，中國(guó)星網(wǎng)公司成立，帶動(dòng)上下游企業(yè)圍繞“星座組網(wǎng)”與“應(yīng)用落地”展開(kāi)協(xié)同攻關(guān)。同時(shí)，《關(guān)于促進(jìn)微小衛(wèi)星有序發(fā)展和加強(qiáng)安全管理的通知》等政策密集出臺(tái)，初步構(gòu)建起一套政策、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管相互協(xié)調(diào)的管理體系?；鸺矫妫惶?hào)、捷龍三號(hào)等多型火箭先后完成首飛，民營(yíng)企業(yè)也逐漸具備獨(dú)立研制與發(fā)射能力。

　　2023年以來(lái)，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議、政府工作報(bào)告連續(xù)提及“商業(yè)航天”，充分體現(xiàn)國(guó)家對(duì)該產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略重視。截至目前，全國(guó)已有17個(gè)省市出臺(tái)40余項(xiàng)商業(yè)航天相關(guān)政策文件，北京、廣東、海南、陜西等地積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。地方與中央政策協(xié)同共振，進(jìn)一步激發(fā)了產(chǎn)業(yè)活力，也推動(dòng)我國(guó)商業(yè)航天邁入“由集聚走向集群，由節(jié)點(diǎn)走向系統(tǒng)”的躍遷新階段。

　　盡管發(fā)展態(tài)勢(shì)向好，但當(dāng)前我國(guó)商業(yè)航天仍面臨多個(gè)結(jié)構(gòu)性難題。一方面，在基礎(chǔ)設(shè)施尚未完全成熟、發(fā)射成本尚未有效壓降的背景下，商業(yè)航天企業(yè)普遍面臨盈利模式不清晰、資本回報(bào)周期長(zhǎng)等困境；另一方面，技術(shù)門檻高、研發(fā)周期長(zhǎng)、失敗代價(jià)大，造成“一命系于發(fā)射”的現(xiàn)實(shí)困局，極大限制了企業(yè)的試錯(cuò)空間與創(chuàng)新活力。

　　在典型的星座通信項(xiàng)目中，只有當(dāng)成百上千顆衛(wèi)星穩(wěn)定部署后，才能實(shí)現(xiàn)全球覆蓋與規(guī)?；瘧?yīng)用，這要求企業(yè)在前期承擔(dān)高強(qiáng)度投入，卻遲遲無(wú)法形成現(xiàn)金流回報(bào)。在這個(gè)過(guò)程中，任何一次火箭發(fā)射失敗、星上軟件異?；蜃塑壙刂剖ъ`，都可能造成全鏈條延遲，甚至項(xiàng)目整體中斷。行業(yè)內(nèi)部普遍存在“高創(chuàng)業(yè)率與高淘汰率并存”的現(xiàn)象，正是上述系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)的集中反映。

　　此外，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜性也顯著高于傳統(tǒng)制造業(yè)。單一衛(wèi)星產(chǎn)品通常包含多個(gè)子系統(tǒng)：通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、姿軌控系統(tǒng)、測(cè)控與遙感載荷系統(tǒng)等，各系統(tǒng)之間高度耦合，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都可能導(dǎo)致整星功能失效。復(fù)雜的集成流程決定了傳統(tǒng)的線性開(kāi)發(fā)與物理驗(yàn)證手段已無(wú)法滿足快速、低成本、高可靠性的研制需求。

　　面對(duì)上述問(wèn)題，數(shù)字樣機(jī)作為一種融合建模、仿真、驗(yàn)證于一體的工程技術(shù)體系，為商業(yè)航天提供了顛覆式的解題思路。數(shù)字樣機(jī)技術(shù)本質(zhì)上是將衛(wèi)星、火箭等高端裝備的復(fù)雜系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建高保真的虛擬模型，通過(guò)仿真手段實(shí)現(xiàn)從結(jié)構(gòu)分析、功能驗(yàn)證到運(yùn)行測(cè)試的全過(guò)程虛擬化，從而替代部分甚至全部物理樣機(jī)環(huán)節(jié)，極大降低試錯(cuò)成本與開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

　　數(shù)字樣機(jī)最早應(yīng)用于航空制造業(yè)，如今已逐步成為高端裝備領(lǐng)域的“標(biāo)配”。在航天領(lǐng)域，特別是在衛(wèi)星系統(tǒng)研發(fā)中，數(shù)字樣機(jī)可用于星上軟件驗(yàn)證、姿軌控策略設(shè)計(jì)、熱控負(fù)載測(cè)試、通信鏈路模擬等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)不僅在于節(jié)省時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，更重要的是能在產(chǎn)品交付前，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)試驗(yàn)難以觸及的邊界條件與極端問(wèn)題

　　例如，在某些復(fù)雜任務(wù)中，工程團(tuán)隊(duì)需驗(yàn)證衛(wèi)星在極地軌道運(yùn)行時(shí)的太陽(yáng)能供電策略。傳統(tǒng)方法需多輪高原實(shí)地測(cè)試，不僅周期長(zhǎng)、成本高，還受限于天氣與地形。而通過(guò)數(shù)字樣機(jī)技術(shù)，可以在虛擬環(huán)境中對(duì)任務(wù)運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行建模與仿真，提前預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為并優(yōu)化控制邏輯，為后續(xù)物理測(cè)試提供高精度輸入，從而實(shí)現(xiàn)“精確設(shè)計(jì)—虛擬測(cè)試—敏捷迭代”的閉環(huán)開(kāi)發(fā)。

　　在數(shù)字樣機(jī)技術(shù)的支持下，數(shù)字衛(wèi)星概念應(yīng)運(yùn)而生。所謂數(shù)字衛(wèi)星，是指以嵌入式星上軟件為核心，在仿真環(huán)境中構(gòu)建包括計(jì)算單元、姿軌控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等在內(nèi)的全系統(tǒng)仿真模型，使衛(wèi)星在“虛擬軌道”中運(yùn)行、響應(yīng)并完成任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的系統(tǒng)級(jí)預(yù)驗(yàn)證。

　　數(shù)字衛(wèi)星不僅是衛(wèi)星在物理發(fā)射前的“預(yù)演版本”，更是未來(lái)在軌運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)、故障診斷與遠(yuǎn)程維護(hù)的基礎(chǔ)。通過(guò)虛擬化處理器運(yùn)行星上操作系統(tǒng)與控制軟件，同時(shí)與動(dòng)力學(xué)模型、熱控模型、測(cè)控模型等協(xié)同集成，構(gòu)建真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)字映像。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)者可開(kāi)展“全流程仿真”，包括部署、運(yùn)行、響應(yīng)、回傳等多個(gè)環(huán)節(jié)，并在任意階段對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄與分析。

　　“如何參加九游娛樂(lè)的社區(qū)活動(dòng)？”

　　在此過(guò)程中，國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的天目全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真軟件SkyEye扮演了核心角色。SkyEye是一款國(guó)產(chǎn)自主的基于可視化建模的硬件行為級(jí)仿真平臺(tái)，支持復(fù)雜系統(tǒng)的硬件行為級(jí)建模與調(diào)度控制。其具備DSP66XX、SPARC等多種處理器架構(gòu)的指令級(jí)仿真能力，可為商業(yè)衛(wèi)星嵌入式系統(tǒng)提供虛擬運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)星上軟件在虛擬處理器中的精準(zhǔn)運(yùn)行。

　　SkyEye可與多領(lǐng)域分布式協(xié)同仿真平臺(tái)DigiThread 聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)模型、姿軌控模型與計(jì)算模型的協(xié)同運(yùn)行。整套系統(tǒng)支持超實(shí)時(shí)仿真，可進(jìn)行可視化參數(shù)調(diào)節(jié)與故障注入測(cè)試，“數(shù)字衛(wèi)星”得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)際應(yīng)用中，SkyEye構(gòu)建的數(shù)字衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能提升3倍以上，仿線倍，同時(shí)支持對(duì)任意變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，顯著縮短開(kāi)發(fā)周期。

　　在這一平臺(tái)之上，開(kāi)發(fā)者可構(gòu)建覆蓋虛擬計(jì)算機(jī)、傳感器模型、執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型、數(shù)據(jù)鏈路與控制模型等多個(gè)模塊的全鏈路仿真工程，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“星地一體化仿真測(cè)試”，并在星上軟件交付前完成完整的閉環(huán)驗(yàn)證流程。返回搜狐，查看更多