數字空間站建設及其應用

石小林 王為

(北京空間飛行器總體設計部，北京 100094)

建造空間站、建成國家太空實驗室，是實現我國載人航天工程“三步走”戰略的重要目標，是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程?？臻g站為超大型載人航天器，系統組成復雜，組裝建造過程需多航天器參與，建成后在軌運行壽命長達10年以上，研制過程涉及專業面廣，技術難度大，由此對系統設計，制造集成，測試試驗，在軌管理及應用等都帶來了新的挑戰。當前隨著以互聯網為代表的信息技術飛速發展，信息技術向工業、商業等領域的滲透日益加強，工業化與信息化融合發展的趨勢日趨明顯。隨著美國“再工業化戰略”，德國“工業4.0”，中國制造2025的提出，加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展已經被提升到新的高度。在此背景下傳統的航天系統工程模式需要結合數字化手段進行變革，通過數字化方法的全面應用保障空間站研制，以適應載人航天器系統復雜性提升對系統工程能力的要求。面向空間站工程研制的空前復雜性，傳統以文檔為主的研制模式難以滿足高質量、高效率、高效益“三高”發展要求，空間站系統遵循基于模型的系統工程(Model-Based System Engineering, MBSE)思想，采用先進數字化技術手段，開展了數字空間站建設與應用，旨在提升系統仿真驗證水平，以數字化創新為空間站任務成功提供有力保障。

結合當前數字化仿真技術發展趨勢以及空間站型號任務實際需求，本文提出以下數字空間站概念。數字空間站是指能基于數字化的手段構建應用于空間站型號全生命周期的空間站仿真模型并提供相關仿真服務的技術系統，其終極目標是建立與空間站物理實體相一致的多學科、多尺度、高度集成的空間站仿真模型，即空間站數字鏡像或數字孿生體，為空間站型號任務提供全面的數字化仿真服務支持。值得注意的是由于數字化仿真相關技術一直處于快速發展之中，業界對類似的概念還沒有形成統一的參考定義，因而數字空間站的概念也會隨著相關技術的發展以及空間站工程任務需求而不斷演變。

1 建設思路

當前基于文檔的載人航天器研制過程主要的設計驗證閉環是依賴初樣和正樣階段的實物試驗，實現對方案設計的全面閉環驗證。雖然研制過程也開展部分仿真驗證工作，但仿真驗證工作的系統性不強，主要針對專業局部方案分別開展，難以達到對系統方案的綜合閉環驗證作用，并促進設計重心前移。而且隨著航天器任務功能的多樣化發展和系統復雜度提升，有些方案難以通過地面實物試驗全面驗證，為此需要更多的依賴仿真技術手段來輔助開展方案驗證。

對于基于模型的研制模式，由于模型本身具有虛擬仿真驗證的功能，因此可以在合適的階段對各種方案設計，甚至包括在實物產品研制完成后運行階段的方案，進行綜合閉環驗證，提前暴露設計問題，降低研制風險。

在空間站工程研制過程中，重點關注以下3個閉環綜合驗證。

1)系統設計閉環驗證

系統設計閉環驗證是研制過程最早期的閉環綜合驗證，主要目的是通過模型虛擬仿真手段對系統功能性能設計進行全面仿真驗證，確保系統功能性能設計的正確性，作為研制過程由系統設計環節轉向產品設計環節的依據。

2)產品設計閉環驗證

產品設計閉環驗證主要目的是通過模型虛擬仿真驗證對產品詳細設計進行多專業綜合仿真驗證，確保產品工程設計的正確性，作為研制過程由產品設計環節轉向產品實現環節的依據。

3)實做產品閉環驗證

實做產品閉環驗證通過產品實做狀態構造實做模型，通過實做模型的仿真分析驗證方案設計和產品實現結果是否滿足設計要求。

圖1展示了空間站工程在V字型研制過程中三個閉環綜合驗證所處的位置，在圖中分別表示為小、中、大3個三角形。

圖1 基于V模型的3個研制閉環驗證Fig.1 Three close-loop development verifications based on V model

為此數字空間站的建設思路為，按照系統工程的V字形研制流程，重點圍繞3個閉環綜合驗證，在總體層面建立一套同源數字化模型，貫穿航天器全生命周期，輔助開展系統全面閉環驗證，提升系統仿真驗證能力。

2 技術方案

2.1 主要功能

數字空間站的主要功能包括以下內容。

1)研制階段

(1)在系統總體層面進行面向頂層任務的多學科綜合仿真驗證，對空間站關鍵技術驗證階段、組裝建造階段和運營階段的主要任務進行仿真，包括艙段發射入軌、自主飛行、軌道姿態調整機動、交會對接、推進劑補加、航天員出艙、艙段轉位、組合體管理與控制、在軌應急、試驗支持、來訪飛行器?？浚谲壘S護維修等不同任務中空間站能源、環熱控、信息、姿軌控、應用載荷、機械臂等系統的工作模式和工作狀態仿真，驗證系統相互之間的匹配性、任務的可行性、合理性，并支持對多個方案的分析與比較。

(2)對空間站系統涉及的軌道、動力學、控制與推進、能源、熱控、環控、測控與通信、載荷等各專業詳細設計方案進行單項詳細仿真驗證，驗證方案的可行性、合理性。

(3)對空間站系統、分系統、單機等各級產品進行功能、性能仿真，驗證其功能、性能指標的正確性以及是否滿足設計要求，支持利用產品測量數據、試驗測試數據等實做數據對仿真模型進行裝訂，得到與實物產品狀態一致的仿真模型，對產品功能性能進行仿真驗證。

(4)對空間站系統極限拉偏、故障等非正常工況進行仿真分析，輔助分析裕度，基于系統故障模式與對策設計構造故障模型，輔助分析可能的故障模式和影響范圍，驗證故障對策的有效性，實現正常、極限拉偏、故障等工況仿真全覆蓋，確保全面驗證無死角。

2)在軌運行階段

(1)依據在軌遙測數據，對在軌空間站進行實時數字仿真伴飛，對系統運行狀態進行監控、預示，為系統健康狀態綜合評估提供支持。

(2)對空間站飛行任務進行仿真，輔助空間站飛行任務規劃，維護維修方案和相關飛行程序的制定，并進行仿真驗證，在諸如航天員出艙、艙段轉位等重要任務前進行仿真推演和預示分析，在任務中進行數字伴飛監測，在任務后進行狀態評估。

(3)對空間站故障進行仿真，輔助在軌故障定位以及故障處置策略的制定，對故障處置策略的有效性進行仿真驗證，為故障的快速處置提供支持。

(4)對空間站應用載荷支持能力進行仿真驗證，根據飛行任務規劃并結合應用載荷供電、散熱、信息、軌道、姿態、艙內外轉移等方面的需求，開展發電能力與能量平衡、艙內溫度、總線流量、軌道姿態等仿真預示，輔助能源調配策略、艙間熱調配策略、信息調配策略的制定及驗證，為應用載荷的在軌運行提供支持保障。

(5)支持空間站平臺擴展方案仿真驗證，針對有外來飛行器對接停靠條件下空間站平臺對擴展飛行器的熱控、能源、信息以及構型變化時的姿軌控等方面的支持能力進行仿真驗證。

(6)能夠與在軌實物空間站、地面電性空間站進行仿真數據交互，形成“三個空間站”運營體系，共同支持空間站長期運營，包括支持半物理仿真驗證各種在軌工作狀態，為原理樣機、工程樣機或器上軟件提供與總體設計方案一致的硬件仿真環境，支持樣機測試驗證和器上軟件開發，輔助器上設備的聯試和驗證。

綜上，通過數字空間站在型號研制中的應用以期設計和驗證工作更全面、更準確、更超前。

2.2 總體架構

根據空間站系統仿真驗證需求，結合國內外技術發展趨勢，給出以下數字空間站總體架構。該架構共分為4層，包括基礎層，模型層，軟件工具層和應用層。如圖2所示。

圖2 數字空間站總體架構Fig.2 Top framework of digital space station

1)基礎層

基礎層位于最下層，為整個仿真系統提供通用的基礎軟硬件計算資源及環境，包括仿真計算機，仿真網絡，高算中心、數據中心等IT基礎設施。

2)模型層

模型層包括面向總體的多學科集成仿真模型庫和面向專業的專業仿真分析模型庫，為仿真應用提供模型支持。

3)軟件工具層

軟件工具層提供各類仿真支持軟件工具，包括多學科系統集成仿真支撐軟件工具，動力學、控制與推進、能源、熱控、測控與通信、載荷等各類專業仿真分析軟件以及統一集成軟件。

4)應用層

應用層直接面向用戶，支持開展諸如總體設計方案多學科系統仿真分析驗證、專業詳細設計方案仿真分析驗證等仿真應用，滿足航天器實際仿真任務需求。

以上4層架構涵蓋了數字空間站的各相關方面，層次概念清晰，便于理解整體和開發使用，依據該架構開展數字空間站建設可以滿足各類系統仿真需求。該架構可以將不同專業仿真軟件及工具通過FMI接口協議進行集成，實現不同專業仿真軟件間仿真數據的傳遞，構建完整的仿真流程。不同的專業仿真模型可以在高算中心進行集中構建和管理，建立分層分級的仿真模型庫，依據仿真應用的需求可以通過網絡分發到不同的仿真計算機，保證了模型的統一性以及準確性，提高仿真效率。

上述架構中的多學科集成仿真模型庫和多學科集成仿真支撐軟件工具主要用于總體層面的多學科綜合仿真驗證，支持開展諸如總體設計方案仿真、飛行方案仿真等綜合性的仿真驗證。其中多學科集成仿真模型庫是數字空間站最為核心的一套模型庫。該模型庫采用國際開放標準的Modelica語言，在同一個軟件平臺上進行機電熱信息多領域統一建模，建立能源、環熱控、動力學與控制、信息等多學科集成的系統仿真模型，能夠充分反映多學科領域間的相互影響。

2.3 多學科集成仿真模型庫

2.3.1 模型庫開發過程

多學科集成仿真模型庫的開發過程如圖3所示。開發過程以需求作為驅動，明確設計分析目標，通過自頂向下的設計分解方式，提煉出具有較強模塊化、層次化的模型庫架構；按照需求，確定各層次模型的粒度，通過自底向上的方式實現模型開發和驗證；最后，基于所開發驗證的模型庫，通過系統仿真應用，實現設計分析的目標。

圖3 多學科集成仿真模型庫開發過程Fig.3 Development process of multidisciplinary simulation model library

該模型庫的開發過程主要包含如下技術要點。

1)系統自頂向下分解

分析仿真驗證目標，首先將目標系統分解為若干分系統，然后將每個分系統分解為若干單機，得到需要建立的所有單機列表。

2)模型庫架構設計

對所有的單機進行歸納概括和結構組織，進行模型庫的架構設計。

3)模型自底向上構建

依據模型庫架構，針對其中的每一個單機逐一建模，然后調用單機模型構建分系統模型，最后調用分系統模型構建全系統模型，進行系統仿真應用。

4)模型測試與驗證

在模型自底向上的構建過程中，須在每一個層次，分別對單機模型、分系統模型和系統模型進行模型測試與驗證。

2.3.2 模型庫架構

多學科集成仿真模型庫的架構如圖4所示。

圖4 多學科集成仿真模型庫架構Fig.4 Framework of multidisciplinary simulation model library

多學科集成仿真模型庫中位于最頂層的仿真模型為航天器系統級模型，主要實現系統層面的動力學與控制、軌道與測控、環熱控、能源等多專業領域的系統級綜合仿真。第二、三層級為分系統及其子系統層面的分系統級和其子系統級模型。第四、五層級的仿真模型則覆蓋到各分系統所屬的關鍵單機設備及其關鍵元素。另外，模型庫中還包含了有關環境的仿真模型。

參照對系統自頂向下分解的結果，可以將多學科集成仿真模型庫劃分為型號模型庫、型號分系統模型庫、單機模型庫和基礎模型庫四個部分。同時，在模型庫設計過程中，要考慮對設備中的一些公共接口、基本函數和工質等進行層次化的設計和統一歸類，保證模型的繼承性和擴展性。

1)型號模型庫

型號模型庫由具體型號的航天器全系統模型構成，是用于航天器系統仿真的最高級別模型。

2)型號分系統模型庫

型號分系統模型庫由具體型號的航天器各分系統模型組成，例如，電源、總體電路、結構機構、機械臂、熱控、環控、測控、GNC等分系統模型。一方面，分系統模型用于各分系統的仿真驗證；另一方面，分系統模型用于構建型號系統級的模型。

3)單機模型庫

單機模型庫由各所屬分系統的單機設備模型構成，例如，GNC分系統的GNC控制器、星敏感器、控制力矩陀螺等，推進分系統的推力器、貯箱等，電源分系統的太陽帆板、分流調節器、充放電調節器、鋰離子蓄電池等，總體電路分系統的母線切換單元、母線控制單元、并網控制器等，熱控分系統的泵、閥、輻射器等。單機模型一方面用于單機設備的單獨仿真驗證，另一方面用于構建分系統模型。

4)基礎模型庫

基礎模型庫由比單機更小的組成元素構成，包括設備組件、接口、工質、基本函數、物理單位、物理常量等。接口包括機械接口、電接口、流體接口、控制接口、熱接口、信息接口等。

2.3.3 模型集成

模型集成是多學科集成仿真模型庫開發中的一項關鍵技術。正是由于采用多領域統一建模語言Modelica來建立模型，在模型集成時這一優勢得以體現。

首先建立各分系統所屬的單機模型，即采用Modelica語言建立包含動力學與控制、能源、環熱控、信息等4個專業層面的單機設備級模型。每個單機設備模型都包含這4個專業層面的屬性，從而支持多學科耦合的集成仿真。具體包括對單機設備動力學與控制層面的多體動力學特性、能源層面的供配電負載、環熱控層面的熱負載、信息層面的總線收發與解析機制進行抽象，設計構建機械、供配電負載、熱負載、總線接口等4個公共組件。單機模型進行集成封裝時，先以一個專業層面的模型為基礎，逐步將其它3個專業層面的公共組件放入集成模型，繼承3個公共組件的專業屬性，最終形成完整的包含多學科特性的單機模型，并對外暴露機械、供配電、熱、總線4種接口。

單機模型建立后，根據單機模型間的連接關系，使用機械連接、供配電連接、熱連接、總線連接等4種連接將各單機設備模型的機械、供配電、熱、總線接口連接，形成一個有機整體，由此形成上一級即分系統級的模型。

1)總線連接

單機設備模型通過總線連接與外部建立信息連接。各單機設備模型的信息組件通過總線接收指令與仿真數據，根據指令編碼與數據包地址碼判斷指令作用域，響應該單機設備的指令并完成仿真數據交互。

2)機械連接

各單機設備模型通過機械連接，形成動力學拓撲結構。最終連接到艙體的單機模型，表示將單機設備固連在艙體上。通過設置單機模型機械組件的質量、慣量、安裝位置、安裝角度等參數，體現對整個艙體質量、慣量的影響。

3)供配電連接

各單機設備模型通過供配電連接，形成電路拓撲。各單機設備模型根據開關機指令做出開關機響應以及運行過程的電特性響應，并通過電接口和供配電電連接線將電特性響應反應到外部。

4)熱連接

各單機設備模型通過熱連接，形成熱流回路。各單機設備模型根據開關機指令做出熱特性響應，并通過熱接口和熱連接將單機熱熱性變化反應到外部。

類似地，通過機械連接、供配電連接、熱連接、總線連接等4種連線將分系統模型連接，最終形成系統級集成模型。圖5和圖6為空間站單艙及多艙段的多學科集成仿真模型示例。

圖5 空間站單艙多學科集成仿真模型Fig.5 Multidisciplinary simulation model of single module of space station

圖6 空間站多艙段多學科集成仿真模型Fig.6 Multidisciplinary simulation model of multi modules of space station

3 技術特點

已經建成的數字空間站具有以下技術特點。

1)構成“三個空間站”的新型運營體系

數字空間站與在軌空間站、地面電性空間站共同構成“三個空間站”運營體系，協同支持在軌飛行任務。為數字孿生技術在大型載人航天器在軌運維中的應用進行了有效的探索。

2)模型規模大、復雜程度高

數字空間站共包括3個艙段、4個專業、9個分系統，二千余臺單機設備的數字化模型。目前構建的天和核心艙、問天實驗艙多學科仿真模型，包含能源、環熱控、動力學與控制、信息4個專業，熱控、機械臂、總體電路、數管、測控、GNC、推進、電源、環控等9個分系統，共1200余臺關鍵設備，模型規模達到100萬個方程組。數字空間站模型規模和復雜程度在國內載人航天領域已達到空前高度。

3)多學科深度耦合

首次在載人航天器系統總體層面，采用國際開放標準的Modelica語言，在同一個軟件平臺上使用同一種語言，實現了機電熱信息多領域統一建模，建立了能源、環熱控、動力學與控制、信息等多學科集成的系統仿真模型，能夠充分反映多學科領域間的相互影響。

4)應用模式新

在空間站運營任務中利用數字空間站開展了任務前仿真分析預示與推演、任務中數字伴飛并進行狀態監控及預示、任務后在軌狀態評估。此外，還為空間站在軌故障的分析與處置提供支持。通過數字空間站的應用，有力保障了在軌任務的成功實施。

5)模型可持續修正

利用地面研制測試試驗數據和前期在軌飛行數據對模型進行修正，使模型能夠全面真實反映空間站功能性能。由于空間站后續在軌飛行時間長，飛行過程中會持續產生大量遙測數據，基于這些在軌遙測數據可以持續修正數字空間站仿真模型，使得仿真模型具有時效性，能及時體現當前狀態下空間站功能性能特性。

6)仿真模型及建模仿真平臺自主可控

采用了國產自主可控的多學科建模仿真平臺軟件(MWORKS)開展復雜航天器建模與仿真。仿真模型由一線研制隊伍掌控，模型原理、建模過程、模型應用均自主可控，模型可根據任務需要靈活開發。

4 應用情況

數字空間站建設工作與空間站型號研制工作并行開展。本著邊建設邊應用的原則，數字空間站在空間站各個研制階段均開展了相應的應用。在前期的研制階段，在總體層面基于多學科集成仿真模型和相應的仿真支撐軟件工具對總體設計方案開展了各項仿真驗證，如飛行方案仿真、能源系統功能及動態性能仿真、關鍵工況設計方案驗證如艙段轉位多學科集成仿真等，驗證方案的可行性、系統功能性能設計的正確性，以及是否能夠滿足任務要求；在專業層面利用各類專業仿真分析軟件，以設計模型為基礎構建力、熱、電、控制、信息、EMC、維修性等各專業仿真模型，分別對專業詳細設計方案進行專業設計仿真驗證，驗證產品工程設計的正確性。

到了空間站在運行階段，開展了更為深入的應用。面向重大飛行任務提供更為全面的仿真支持，在任務實施前進行仿真預示，驗證任務規劃及飛行方案的正確性，在任務實施中進行數字伴飛，實現參數監視對比，在任務實施后輔助開展閉環評估，從而有效保證了任務圓滿成功。

空間站核心艙成功發射后，數字空間站在機械臂轉位、出艙活動、機械臂巡檢、首長通話、推進劑補加等一系列關鍵任務中開展了仿真分析應用，為任務成功提供了有力的支撐。在空間站運行階段具有代表性的一些應用如下所述。

1)航天員出艙任務

在神舟十二號和神舟十三號航天員乘組的出艙任務中，利用數字空間站多學科集成仿真模型，在飛行程序驅動下開展了出艙過程能量平衡仿真、出艙泄復壓仿真、散熱能力仿真、控制力矩陀螺CMG角動量積累仿真、中繼鏈路動態遮擋仿真等多學科綜合仿真分析工作(圖7)。驗證了出艙方案在能源、熱管理、艙壓控制、姿態控制、測控通信等多學科專業方面的匹配性和出艙工作流程的正確性，在出艙窗口時段選取和出艙方案確認中發揮了重要的決策支持作用。

圖7 空間站多學科集成仿真模型應用于航天員出艙任務仿真分析Fig.7 Multidisciplinary simulation model of space station is applied to EVA(Extra-vehicular activity) simulation analysis

對出艙窗口時段空間站的軌道、姿態、陽光入射角、帆板遮擋率、帆板發電、負載等情況進行仿真預示，開展能量平衡分析。通過仿真分析確認出艙組合體飛行姿態和太陽帆板轉角及鎖定方案滿足能量平衡約束條件要求。

對出艙任務期間航天員吸氧排氮、艙間抽氣及節點艙泄壓過程進行仿真預示，開展核心艙艙壓的變化分析。通過仿真分析確認出艙泄復壓工作時序。

對出艙期間熱控系統散熱能力進行仿真預示，分析既定飛行姿態下輻射器的散熱量和溫控閥開度的變化情況。通過仿真分析確認出艙過程熱控能力滿足要求。

對出艙任務期間飛行姿態控制進行仿真預示，重點對控制力矩陀螺CMG角動量積累情況進行仿真預示。通過仿真確認出艙過程機械臂及航天員活動、環境力矩等導致的CMG角動量積累在容量包括范圍內，不會噴氣卸載，滿足出艙安全性要求。

基于軌道數據、中繼天線動態指向數據和機械臂動態路徑規劃數據，對出艙任務期間機械臂運動過程中的中繼鏈路動態遮擋情況進行了仿真分析。通過仿真分析確認中繼測控弧段和測控條件使用方案。

2)機械臂轉位貨船試驗任務

在機械臂轉位貨船試驗任務前，利用數字空間站多學科集成仿真模型，由飛行程序驅動進行了機械臂轉位過程動力學與控制仿真、能量平衡仿真、測控覆蓋仿真、視場動態遮擋仿真等多學科深度耦合仿真分析工作。通過仿真分析驗證了機械臂轉位貨船飛行方案在能源、姿態控制、測控通信等多學科專業方面的匹配性。另外依據機械臂轉位貨船試驗任務總體方案以及協同程序，總體組織相關分系統技術人員基于數字空間站多學科集成仿真模型開展了轉位貨船任務過程數字化推演。在任務實施當天，利用空間站組合體?？貢r刻的天上遙測數據，開展了天地狀態同步與快速仿真預示。在任務結束后，結合任務過程遙測數據，進行了轉位貨船試驗任務后的仿真評估。機械臂轉位貨船試驗任務中，重點對?？仄陂g姿態漂移、蓄電池放電量進行了快速仿真預示，仿真預示結果與實際遙測數據基本一致，誤差在5%以內，滿足要求。

3)能源系統24小時伴飛監控

根據任務需要，數字空間站多學科集成仿真模型支持針對能源系統的24小時實時伴飛仿真，如圖8所示。在伴飛過程中多學科集成仿真模型會實時從天上獲取空間站姿態、軌道、太陽翼轉角等遙測數據，以實時遙測參數為輸入驅動仿真得到能源系統有關參數的實時仿真預期值，然后將該仿真預期值與相應的遙測參數值進行比對。若二者差異超過正常標準，則由自動判讀系統進行異常情況報警，從而實現對空間站能源系統有關參數的伴飛狀態監控。

以太陽電池翼發電輸出電流為例，實際運行結果表明，在穩態發電工況下，基于遙測數據的仿真預期值與實際遙測參數的誤差在±4 A以內。而傳統的自動判讀系統對該遙測參數進行判讀時所選取的判讀參考范圍是0～36 A。很顯然，將仿真預期值作為參數判讀的參考依據，可大幅提升判讀的準確程度。

綜上，相比傳統的自動判讀方式，通過實時伴飛仿真可以為判讀系統提供更為精準的參考數據，提升了判讀的準確程度。

目前數字空間站在空間站在軌飛行任務中已經全面開展應用，并取得了良好的應用效果。后續隨著應用的不斷深入，一方面利用在軌飛行數據對模型進行持續修正，使模型能夠全面真實反映空間站功能性能，另一方面將進一步拓展其應用范圍，為滿足新的應用需求而不斷完善，為空間站長期在軌運行提供數字化仿真保障支持。

5 總結與展望

考慮到空間站工程研制的空前復雜性，為全面提升工程研制中的系統仿真驗證能力，遵循基于模型的系統工程思想，采用先進數字化技術手段，開展了數字空間站建設。本文主要闡述了數字空間站的概念、建設思路、技術特點、總體技術方案以及應用情況。目前數字空間站已經成功應用于空間站當前飛行任務中。隨著數字化仿真技術的蓬勃發展，數字空間站也將汲取眾長，不斷完善自身，朝著更全面、更逼真、更快速、更智能的方向演進。后續，數字空間站將重點在以下幾個方面開展研究與應用工作：

(1)開展基于遙測數據的模型自動校核與驗證工具建設，利用空間站長期運營產生的海量遙測數據，持續提升模型的全面性、精細度和仿真精確度，構建高保真度的空間站數字孿生體，并與在軌空間站同步演進；

(2)開展基于模型的數字域飛行任務設計，將空間站飛行任務設計模型與數字孿生仿真模型集成，逐步實現飛行任務設計與仿真的一體化；

(3)在數字空間站模型基礎上逐步引入人工智能技術，通過對在軌遙測數據的挖掘分析實現運行態勢的智能感知、模型的智能自完善以及飛行任務的智能決策支持，減輕長期運營對地面的工作負擔。

可以預見在未來空間站運營階段中，隨著新技術的不斷應用，數字空間站將會發揮更大的作用。

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