针对太空探源专项多颗科学卫星任务并行运控中场景展示分散、态势研判缺乏统一技术支撑、多任务扩展困难等问题，本文研究并设计了一套面向科学卫星任务的任务场景推演与态势分析技术方案。该方案以“共用基础平台+专用任务插件包”为技术落地模式，构建了以场景推演与态势分析为核心、支持标准化数据接入与插件化扩展的技术体系，并以探路者一号为首个应用验证案例，给出了面向后续多任务的扩展设计。实际应用表明，该技术方案能够满足任务态势显示准实时性要求，并支持跨任务的扩展与复用，为运控中心提供了统一的多维场景推演与态势研判手段。

• 研究背景

随着空间科学探测计划及空间探测先导专项的深入实施，特别是中高轨量子卫星、太空探源专项等工程的推进，越来越多的空间科学卫星得以立项与升空。从先导专项一期的暗物质粒子探测卫星（“悟空号”）、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星（“墨子号”）、硬X射线调制望远镜卫星（“慧眼”），到二期的引力波暴高能电磁对应体全天监测器（“怀柔一号”）、先进天基太阳天文台（“夸父一号”）、爱因斯坦探针卫星（“天关”）、天基多波段空间变源监视器（SVOM）、太阳风-磁层相互作用全景成像卫星（SMILE）等，再到如今的探路者一号及后续鸿蒙计划、ET（系外地球巡天）、夸父二号、eXTP（增强型X射线时变与偏振空间天文台）等多任务，空间科学卫星体系持续拓展，任务形态日趋复杂。空间科学卫星具有“各不相同、不重复生产、需求不断演进”的特点，为航天战略高技术持续提供新活力。
随着空间科学卫星任务数量的增加与系统复杂度的提升，及时准确地获取卫星任务当前的运行状态，并掌握其未来的变化趋势（即空间态势），已成为执行空间科学卫星任务必不可少的一环。通过科学卫星任务场景推演与态势分析技术，能够将复杂的在轨运行数据转化为直观、多维的可视化场景，为运控人员提供全局视角的态势研判与决策支持。然而，面对日益增多的多任务并行运控需求，传统按任务定制的地面软件复用率低、扩展性差，难以满足快速发展的要求。因此，本文面向太空探源专项多任务，研究场景推演与态势分析技术，提出以“共用基础平台+专用任务插件包”为落地模式的技术方案，并以探路者一号为首个应用验证案例，为后续任务的跨任务复用与快速扩展提供技术支撑。

• 主要创新点

（1）提出了“场景推演+态势分析”双主线技术体系，并以“共用平台+专用任务插件包”作为技术落地模式。将场景推演技术与态势分析技术分离为两条并行技术主线，分别组织技术方法；共用平台提供数据支撑、可视化渲染、接口与插件框架等公共能力，专用插件按任务适配差异化需求。该模式既保证了技术能力的跨任务复用，又为后续任务预留了扩展空间。
（2）设计了面向多任务准实时呈现的场景推演技术。在空间态势呈现上，实现星下点轨迹（叠加地理信息）、星地测控与数传链路状态、深空卫星轨迹的二维动态推演，并支持星间距离与星间链路的拓扑呈现；在状态同步上，建立大屏条屏多源状态（星上时间、飞行圈次、载荷运行状态等）的同步刷新机制；在重点飞控事件上，采用“流程驱动+数据驱动”融合模式，兼顾星箭分离等固定时序任务的自动推演与轨道运行等动态场景推演。
（3）构建了面向全生命周期研判的态势分析技术。整合基础信息、科学目标观测与数据产品统计，实现多维任务总览；集成观测计划、载荷控制计划及上行指令序列，提供计划与指令的一体化管控及全流程进度概览；基于全生命周期数据进行多维联动与对比分析，结合甘特图、曲线图、仪表盘等可视化手段，将复杂运行数据转化为综合态势界面，为深度研判任务状态、快速定位故障与追溯异常根源提供决策支撑。

• 重要的图和表

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图 1 技术体系架构图
Figure 1 Technical System Architecture

• 结论

本文面向太空探源专项多任务并行运控需求，研究了科学卫星任务场景推演与态势分析技术，设计了以“共用基础平台+专用任务插件包”为落地模式的技术方案。以探路者一号为首个应用验证案例，完成了场景推演、态势分析及专用态势展示的功能与性能验证，数据到显示延迟满足不大于3秒的要求。在此基础上给出了面向鸿蒙计划、ET、夸父二号、eXTP的多任务扩展设计。该技术方案为运控中心提供了统一的场景推演与态势分析技术手段，具备良好的跨任务复用与扩展能力，后续可向智能化态势研判与异常预测方向进一步延伸。

科学卫星；场景推演；态势分析；共用平台；专用插件