智慧航天运载体系全生命周期监测

在探索宇宙的征程中，中国始终步履铿锵。2025 年，我国航天佳绩频传：5 月 11 日，长征六号在太原卫星发射中心成功发射遥感四十号 02 组卫星；4 月 24 日，长征二号 F 遥二十从酒泉卫星发射中心升空，将神舟二十号载人飞船送入预定轨道，开启年度首次载人发射；3 月 12 日，长征八号遥六在海南商业航天发射场以 “一箭十八星” 完成千帆星座组网……

如今，航天系统已发展为超级工程，随着航天任务复杂度不断攀升，在多源异构数据融合效率、跨系统交互标准、物理空间实时响应能力等方面，亟需构建更智能、协同的新型监测体系。图扑软件依托自研数字孪生低代码平台，构建高精度虚实映射系统，实现航天运行状态实时感知、数据动态分析与远程协同管控，助力航天工程向智能运维时代迈进。

下面依次呈现了航天飞机发射全流程监测模拟、火箭回收阶段的精准动态控制，再到航天飞机升空过程 2D 可视化的科普演示。图扑软件基于 HT 低代码数字孪生平台，将航天工程中复杂的系统与海量数据直观展现，突破时空与资源限制，支持模拟各种复杂、极端的发射场景。帮助航天工作者更高效地开展任务规划、风险预判与决策优化。

航天飞机发射监测

基于 HT 强大的 3D 渲染引擎，构建航天飞机的外燃料箱、固体火箭助推器及发射台 1:1 数字孪生模型，通过厘米级建模精度还原航天飞机独特的组合体结构、发射设施及周边环境细节，以沉浸式指挥环境，使指挥人员突破物理距离限制，实现跨地域协同决策。

燃料加注监测

系统支持以第一人称视角，查看燃料从球罐运送到发射台而后注入到油箱内的液位变化。系统还可根据用户的业务数据需求，展示如燃料加注数据、外燃料箱结构应力、温度场分布，以及固体火箭助推器的压力参数等信息，同步进行耦合分析，生成发射决策支持矩阵，为发射决策提供科学依据。

设备点火动态模拟

在高精度 3D 虚拟场景中，通过 HT 技术动态演示航天飞机前主引擎万向调节器的测试流程，完成测试后启动氢气燃烧系统，三个主引擎同步迸发烈焰。运用 HT 粒子技术渲染火焰形态变化，实现其点火震动的可视化复现。作业人员可借助虚拟漫游系统，从多个视角对点火状态进行细致观测，同步观察 2D 数据看板上的倒计时信息，构建全方位、立体化的监控体系。

页面内也可按需同步展示轨道器主发动机推力曲线、加速度矢量、姿态角偏差、固体火箭助推器工作状态等数据的动态监测。实现对主发动机推力异常、固体火箭助推器燃烧不稳定、外燃料箱泄漏等潜在故障进行提前预警，以模型局部高亮，辅助运维人员迅速定位问题并制定解决方案。

图扑 HT 基于 WebGL 技术支持 PC、移动终端、指挥大屏等多形态设备的无缝接入，无需插件即可实现跨平台可视化。支持构建分级权限管理体系，确保不同岗位人员获取定制化监控视图，实现发射现场、指挥中心、科研院所的远程协同作业，形成全生命周期的数字化管控闭环。

火箭回收仿真分析

随着可重复使用火箭技术成为全球航天竞争的战略焦点，传统监测体系在应对火箭回收动态建模、航天器多源异构数据融合及实时决策等关键需求时稍显乏力。图扑软件 HT 以朱雀三号可复用运载火箭为仿真对象，高精度搭建火箭发射及回收全流程数字孪生运维平台。

本次内容主要介绍数字孪生火箭回收运维监控，通过构建“数字镜像”模拟真实回收过程。

场景漫游

图扑软件采用 HT for WebGIS 技术，融合高清卫星影像与三维实景建模，1:1 复现发射场地形地貌、塔架布局及周边环境，实现地理空间精准映射。同时，动态环境模型实时整合风速、温度等气象数据，为火箭回收路径规划提供精确空间参照。

回收轨迹可视化

基于 HT 数字孪生模型，系统能根据实时飞行数据与环境信息，经大量仿真调试优化火箭回收轨迹。在火箭返回过程中，系统实时追踪飞行轨迹，结合大气环境因素，模拟不同气象条件、飞行姿态下的回收过程，并对路径进行科学调整。

回收数据监测

火箭回收过程中数据量庞大复杂，图扑 HT 的 2D 组态面板支持提供高效监控与决策分析。

■全景态势面板：火箭型号、复用次数、当前运行阶段、回收进程节点、剩余推进剂、火箭外部温度、当前载荷等基本信息。

■气象环境信息：风向、风速、温度、湿度和能见度等环境参数进行监测。

场景内同样采用动态模拟大量粒子的运动和交互，真实还原火焰的摇曳、扩散及温度变化效果，为火箭发射回收过程的可视化提供逼真的视觉体验。

航天飞机升空 2D 动画

图扑 HT 低代码数字孪生平台凭借强大的低代码配置能力，深度融合航天业务场景，为航天知识传播、任务监测与智慧化发展开辟路径。平台以 HT 可视化技术为核心，构建起一套涵盖航天知识科普与任务监测的创新解决方案。

HT 运用 Low Poly 动画形式，完整呈现航天飞机、发射场、发射塔架及周边环境等全要素，将复杂的航天过程转化为轻量化、交互性强的 2D 动画，突破传统科普的局限。HT 通过直观、生动的方式，详细展现了航天飞机从发射升空到进入轨道运行全流程。

发射升空

2D 页面的倒计时归零后触发发射指令，火箭发动机点火，产生强大的推力，使航天飞机离开发射台，开始升空。页面内火焰动态效果采用 HT 粒子技术模拟，配合机体震动的细节渲染，为观众带来极具沉浸感的发射体验。

攀升与助推器分离

该页面动态展示航天飞机穿越不同大气环境时的视觉变化，随着高度递进，云层、电离层等特征清晰呈现。当到达特定阶段，航天飞机的助推器与整流罩的分离轨迹、姿态模拟精准呈现。以通俗易懂的方式让观众直观理解航天飞行中的复杂机制。

太空与轨道设定

进入太空与轨道设定阶段后，图扑 HT 平台构建的交互界面与航天飞机的动力系统、推进系统等核心数据实现实时对接，应用 2D 图表直观呈现电源系统和推进系统的运行状态，以及发射器是否达到目标高度和目标速度等关键数据。

当达到预定的轨道速度时，火箭将飞船送入预定轨道。轨道插入过程中，飞船的轨道控制系统会进行精确的轨道调整和姿态控制，确保飞船准确进入预定轨道并与目标轨道保持一致。

轨道运行展示

图扑软件以 2D 动画形式还原航天器轨道运动，清晰呈现卡门线空间定位，近地轨道（Low Earth Orbit，LEO）以及地球同步轨道（Geostationary Earth Orbit，GEO）等轨道区域的空间位置关系和功能差异。

航天小贴士

当航天器穿越卡门线（海拔 100km 处的大气层与太空分界线）后，即进入外层空间范畴。在抵达典型近地轨道（LEO）运行区域时，航天器通过足够高的水平速度产生的离心效应与地球引力达到动态平衡，从而维持稳定的轨道运行，并在此区域开展对地观测、通信中继及空间科学实验等任务。地球同步轨道（GEO）等高轨运行区域则承担着覆盖全球通信、气象监测等差异化功能。

图扑 HT 的航天飞机升空 2D 动画平台，整合渲染、物理模拟与交互设计技术，生动再现航天飞行全过程。既是航天知识传播的前沿载体，也是科普教育与学术研究的创新工具，通过沉浸式交互体验激发大众对航天领域的探索热情，加速航天知识的广泛传播，为航天事业的智慧化发展注入新动能。

更多案例应用

图扑软件依托自研 HT 强大的 3D 建模技术及数据整合能力，虚拟仿真了众多航天航空领域关键场景可视化，在设计验证、制造生产、测试评估及运营维护等全生命周期阶段，将复杂数据转化为多元化的可视化形式，通过提供全方位、立体化的解决方案，降低运营成本和风险。

Hightopo 将持续深耕航天数字化领域，依托自研国产化 HT 引擎，深度融合北斗导航、5G 通信等前沿科技，助力航天企业构建空天地一体化智能监测体系。同时，积极响应绿色航天战略，以数字化手段优化资源配置，降低全生命周期成本，为推动中国航天向 “低成本、高可靠、可持续” 的高质量发展目标注入强劲动能。

图扑自研 HT for Web 引擎支持国产化适配，目前已获取与鲲鹏、飞腾、兆芯、海光、麒麟等各大国产软硬件厂商的多项适配认证。有效规避 “卡脖子” 风险，为实现真正意义上的科技自主可控筑牢根基。

审核编辑 黄宇