分析图形有限公司AGI是航天工业领域分析软件产业的市

AGI公司介绍分析图形有限公司(AGI)是航天工业领域分析软件产业的市场领导者。AGI的独特之处在于AGI生产最先进、效费比最好的成套软件，这些软件可以通过商业途径购得。 w 公司简介AGI创办于1989年，创办者是三位曾经在通用公司宇航部门供职的工程师，他们希望能对卫星系统的分析手段进行改革，使之更加有效、直观和廉价。在公司建立之初，AGI就将自己的产品定位于满足航天工业的需要，这是创办者们最熟悉的领域。AGI的员工中有天体动力学、通信、数值分析的专家，他们当中的很多人来自顶尖的航天公司。除了具备出色能力和从业经验外，他们在进入AGI 之前就对航天工业提高生产力、 改善效费比和增进标准化程度的需求有透彻的了解。AGI对以上要求给出的解决方案是“卫星工具软件包”(STK)。AGI公司总部位于宾西法尼亚州Malven的“大峡谷企业中心”。AGI公司是为航天工业界提供商用成品卫星分析软件生的主导厂商，STK是AGI公司的旗舰产品，它是AGI公司出品的一系列图形化、交互式航天工程用软件产品的核心。w 公司宗旨AGI公司追求以下目标：通过生产功能强大的、可视化的 图形化分析软件，释放人类直观感受所具有的能量，避免重复劳动。公司的拥有者和员工组成了一个聪慧的、有进取精神的工作团体，他们以这样的一种精神来生产和销售软件，以期使客户的生产力获得巨大的进步。AGI公司的目标得到了投资者、商业伙伴和销售商的共同支持。 w 满足市场需要的产品STK产品的市场是非常明确的， 它针对的是航天工业中一个迅速成长的部分。为此，AGI公司以具有竞争力的价格提供前沿的产品， 具有交叉应用和灵活的适应能力，产品性能满足或超过用户的需求。公司拥有经验丰富的营销和市场队伍，而公司的产品研制始终着眼于用户的需求及产品特色。在研制、销售、市场和牢固的用户基础几方面的有力因素的共同作用下，AGI公司始终站在信息技术的前沿。利用具有图形处理能力的计算机的优点，AGI 开发了具有创新性的、功能强大的商用成品软件产品以用于航天活动。过去在航天活动中采用的一些现成的技术如今受到了成本问题的限制。目前政府的空间预算紧缩，而对商业卫星的需求正持续增长。商业活动的竞争性本质要求商用航天产品有较好的效费比和较低的风险。因此，商用航天软件必须是运行稳定、精确、得到良好技术支持的，并是可重复使用的。这类软件为降低成本起着越来越重要的作用，同时还要增进航天活动的成功率和经济效益。经过世界各地无数用户的高标准使用，STK已经被证明是精确可靠的软件。STK的用户中包括波音公司、通用动力公司、通用电话与电子公司、休斯公司、劳拉公司、约翰霍普金斯大学应用物理实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、洛克希德马丁公司、NASA、美国国家安全局、洛克韦尔公司以及美国陆、海、空军等。 w 公司创始人1. Paul Graziani，总裁，首席执行官此人在创办AGI之前，在通用动力公司供职9年，从事卫星任务计划、任务分析，是计算机图形技术应用于航天系统的先驱。2. Scott Reynold，首席软件工程师此人在创办AGI之前，在GE公司担任资深软件工程师8年， 负责编制顶级实时卫星指令与控制系统软件。w AGI员工AGI拥有150多名来自与航天有关的不同行业的员工。为不断努力进行产品开发，我们的业务骨干，包括工程师、计划人员和分析员协助客户进行系统集成服务，系统分析和用户工程服务。公司技术服务人员还开展用户帮助服务，提供培训和视频产品服务。AGI是航天用商用成品软件供应商。作为一种工业标准，AGI软件为用户的卫星系统提供“自始至终”的服务，从任务方案到入轨运行后的操作。AGI 致力于生产和销售卫星系统软件，用于增进生产力、降低风险和成本。软件的基本应用包括跟踪卫星位置，确定其进入某一特定区域的时间，以及分析在任意时刻卫星能观测到的东西。STK4.0.6 具有全面的功能，能协助使用者完成复杂的任务计划和分析工作。STK4.0.6的核心程序功能是可扩展的，可以通过大量不同类型的插入式模块实现不同的分析工作，从通信系统的组网关系到可视化、到覆盖区分析。这些模块可以从AGI购买到。AGI为NASA部署Landsat-7卫星提供技术支持STK在Landsat-7计划中被用于进行发射过程的模拟，并在NASA的飞行控制部门中用来进行卫星轨道位置和姿态的实时三维动画生成。STK还被NASA飞行动力学部门用来日常分析和生成报告，例如地面站捕获时间、升/降交点信息、太阳角、敏感器太阳/月球干涉，南大西洋异常区和其他ZOE交叉点及IIRV矢量输出。Landsat-7用于监测地球环境和全球变化，是预定发射的6颗同类卫星中的第一颗。Landsat-7将用于全球的陆地和沿海地带的高分辨率观测。Landsat-7的分辨率为15m，相比之下地球同步轨道卫星的分辨率为4km甚至更差。AGI公司负责市场的副总裁Frank Linsalata称：“STK参与了帮助维护Landsat-7卫星的操作管理工作，这让我们很激动。象STK这样的商用成品软件在今天的航天工业中不断发挥着至关重要的作用，因为每次发射都牵涉到数十亿美元的利益，当任务的工期非常紧迫时，STK可以提供方便、快捷的解决手段。”NASA Landsat-7项目科学家Darrel William博士说：“我们认为Landsat-7 可以极大地增进卫星遥感在日常生活中的应用。”Landsat 项目办公室位于戈达德航天中心，为NASA的地球科学办公室管理Landsat 系列卫星。戈达德中心负责研制卫星及相应的地面设备。 卫星的操作由Landsat-7任务操作中心执行，该机构设立于戈达德的地球观测系统数据中心内。戈达德中心将控制该卫星到2000年10月1日，而后卫星将移交给美国国家海洋和大气管理局(NOAA)。w Landsat-7成功发射1999年4月1日，Lansat-7卫星从范登堡空军基地发射成功。在任务操作中心，STL/可视化选项(STK/VO)软件在大屏幕上展示了火箭各级脱落的过程，在相邻的另外一个屏幕上展示的是跟踪摄像机拍摄的实际情况。当摄像机拍摄到火箭向左转弯时，STK/VO的屏幕上同时显示出火箭向右转弯，完全实时对称。一位飞行操作部门成员说：“STK好象是从摄像机那里偷来了图像。 ”所有人的目光都在注视着STK。STK精确地展示了太阳电池阵的展开，当捕获到遥测信号后，STK展示了太阳电池阵的太阳捕获；当有关遥测命令发出后，STK实时展示了GXA天线的展开。发射后8小时，STK/PDOS软件成功地给出了第一个正式轨道参数。 根据从地面网络和TDRS卫星得到的数据，各自可以获得良好的OD结果。不过，当地面网数据和TDRS跟踪数据结合应用后，PODS获得了很高的均方根值(RMS)。操作人员将用VanMartin系统对此结果进行近一步调查研究。STK帮助研制FUSE卫星 有关FUSE的背景短紫外光谱探险者卫星(FUSE)由约翰霍普金斯大学为NASA研制，约翰霍普金斯大学全面负责卫星的研制和在轨操作，这是第一次由一家大学来全面负责一个航天型号而工作。卫星定于2000年发射。接口与控制系统公司(ICS)是FUSE卫星的承包商之一，它的专业是研制实时、动态、自主控制系统的软件。ICS以往的工程经验涵盖了卫星的全寿命， 从空间段和地面设备的研制到卫星在轨操作。ICS研制了各种类型的软件， 包括卫星星上控制，地面指令与遥测处理，有效载荷与分系统试验，卫星模拟，卫星状况和健康的自主监视与维护。ICS的业务范围包括其专利产品“卫星指令语言”(SCL)和工程服务。工程服务包括用户软件研制、为具体任务特别要求而对SCL产品进行剪裁、SCL系统的安装与设置、试验技术支持和系统操作技术支持。ICS客户包括海军研究实验室、 约翰霍普金斯大学、NASA以及一些企业如洛克希德马丁和劳拉等。 商用软件作为一个提供基于商用成品 的指令与控制系统解决方案的增值服务产品供应商， ICS很关注利用商用软件满足特定的、已定型的系统的要求。ICS副总裁说：“轨道计算和推演方面的产品和技术已经是成熟的，因此这个领域的产品可以认为是能随时选购的商品，用户有机会根据自己的业务特点选择产品。而STK在这方面具有优势。”ICS系统工程师Allan Posner称：“开发基于商用成品 的解决方案以解决广泛不同的问题，这是未来的趋势，这已经成为近期空间系统发展中一个讨论的热点主题。航天工业中的企业已经普遍意识到了ICS早就意识到的问题，即用现成方案满足看似各个不同的系统中共性的要求。” “无疑地，STK是一个经过时间检验的、有效的、可靠的产品，是极其不容易受破坏而且功能丰富的。它不仅能以商业产品形式满足卫星控制中心建设的共性要求，而且由于其具有可扩展性，具有在集成软件环境下与其他产品交互的能力，STK还可以满足进一步改进的要求，它的确是轨道与任务分析工具中的黄金标准。”作为“中期探测任务”的一部分，在重新组织FUSE任务的过程中，约翰霍普金斯大学将任务成本从2.54亿美元降低到1.08亿美元，卫星将比原计划提前2 年发射。“中期探测任务”的重组可以提高航天探测器的反应速度，重组工作的花费不超过7000万美元(不包括发射、任务操作和数据分析)。FUSE卫星的任务是探索宇宙中氢元素和氦元素的起源和演进，以及在银河系、恒星和行星系统的演进过程和其中的万有引力作用。短紫外线频段信号只能在地球大气层之外才能被观测到。短紫外线谱段在从前大多没有被探测过。70年代，Copernicus计划获取了明亮的、邻近高热恒星发射出的波谱(该恒星距太阳3000光年)，开创了短紫外线探测的先河。美国航天飞机曾经搭载霍普金斯紫外线望远镜和在轨回收的短紫外和极短紫外斯帕坦有效载荷，它们的观测虽然粗略，但是观测结果却是极具诱惑力的，从而促使FUSE选定了现在的观测频段。 FUSE 可以探测到银河系内外的短紫外线信号， 灵敏度是Copernicus 的10000倍。FUSE卫星由两大部分组成：卫星平台和有效载荷。卫星平台包括姿态控制分系统、太阳电池阵、通信设备和天线等。FUSE的轨道高度设计为775km， 轨道倾角25度，周期101分钟。Dennis Mccarthy曾经在NASA工作30年，因此他被理所当然地选为FUSE 的项目负责人。Mccarthy意识到FUSE能成为同类项目中的典范。其他大学都在看着约翰霍普金斯大学如何开创这个先例，如何编写和实现给NASA的建议书。不过约翰霍普金斯大学有足够的设备和技术力量来完成这种规模的航天项目。Mccarthy说：“这是未来的趋势， 很多大学教授都已经意识到NASA 希望在NASA 机构外完成这类(类似FUSE的)项目。”ICS与约翰霍普金斯大学签订合同，成为FUSE项目的一员。ICS负责用SCL 研制“设备数据控制器”，这是FUSE卫星用来执行日常设备管理和事务管理的核心器件；ICS还负责研制整个卫星控制中心(SCC)，SCL是其中一个部件。ICS还为FUSE提供系统工程支持，并参与FUSE 卫星指令与控制分系统的研制与维护，地面站控制软件，遥测、跟踪和指令数据系统软件的研制。为充分利用商用成品产品的优势，ICS将STK集成到了控制中心的结构之中。之所以选择STK 是因为它具有经过检验的、可靠的轨道推算能力。FUSE的SCL可以推算双线元素，并使用附加的STK输出功能以生成扩展精度矢量数据并上传到卫星上。STK 还用来传递实时遥测数据，ICS打算用STK/VO模块在屏幕上显示收到的信号。ICS发现STK具有的另外一个优点是STK 可以同其他产品无缝地集成在一起。ICS对STK生成的报表格式也很满意，统一的格式能够使得卫星分析人员更快地处理传到地面站的数据，这种即插即用的功能使用户免于花费人力物力去自行开发这些功能。ICS之所以能够将STK集成到SCC环境中去，是因为使用了STK/Connect模块，这个模块与STK产品是紧密关联的。ICS很方便地将STK/Connect 的功能集成到面向对象的软件设计中去。STK/Connect的接口设计能够满足在SCC和STK 之间传递数据的要求，因此SCC用户可以与STK进行交互操作，以STK 的标准报表输出方式自动生成扩展精度矢量数据并最终上传到卫星。最令人激动的是，当操作人员把卫星遥测信号输入STK/VO时，STK/VO以其3D图形功能可以生成极富表现力的操作图像的动画，想象一下当操作员看到航天器在太空中飞行，停止下来以探测恒星和其他天体。这有一种令人难以想象的真实感。FUSE卫星运行在低轨道，地面控制站要上传指令来指挥卫星观测不同天体， 上传的指令输入卫星控制分系统以控制望远镜指向，并指挥卫星按既定次序为不同恒星和其他天体成像，测得数据保存在星上存储器理，而后下传到地面。FUSE运行操作部门也对STK在任务分析和阶段分析中的应用前景非常乐观， 他们创造性地用STK进行了预定轨道与地面站的分析，证明了STK的功能与易用性。STK最终用户有如此高的水平，对产品有这样深刻的了解，对工程是有极大好处的，因为SCC是为操作部门研制的，操作部门也参与了研制。因此，当ICS刚用STK 开发出用户软件，操作部门就能立刻用它进行有效而高效的工作。尽管FUSE项目的控制中心工程是ICS迄今为止最宏大的工程，但却不是终点。由于STK集成于FUSE项目中有上好表现，ICS打算在未来的控制中心工程中将STK 作为核心软件之一。这些工程不仅要集成STK，还要集成其他附加模块如常用资源事件行为、计划程序和STK/导航者等模块。ICS公司的结论：“我们与许多航天企业合作前进，而在每一步工作中都需要倚重STK系列产品，从方案设计到控制中心产品交付，我们对STK感到无可挑剔的满意。”休斯利用STK挽救原亚洲-3号卫星由休斯公司制造的亚洲-3号卫星于1997年12月25日从哈萨克斯坦拜科努尔航天中心用俄罗斯的质子号运载火箭发射升空，火箭第四级在第二次点火后1 秒钟即停止工作，而设计工作时间为110秒，卫星进入一条无用的轨道。AGI公司研制的STK系列产品之一STK/导航者模块协助休斯确定了挽救方案，把卫星从这条无用轨道上挽救回来。该模块最初由计算机科学有限公司开发。休斯利用这个软件拟定了一系列策略，控制卫星绕月球飞行两次，然后移到一条比较有用的轨道(一条略有几度倾角的非静止地球同步轨道)。利用STK/导航者软件，休斯的工程师得以确定将卫星的远地点升高到能够飞到绕月球飞行轨道所需要消耗的燃料，这是人类历史上首次有商用航天器飞过月球。AGI总裁称：“我们为能够参与这次挽救卫星的行动感到很激动， 这个事例极好地证明了商用成品软件对今天的航天工业有至关重要的意义，尤其是每次商业发射都牵涉到巨额经济利益。STK 类的工具可以在时间紧迫的情况下方便地提供解决方案。”STK将SOHO卫星的抢救过程可视化6月26日，日光层观测平台(SOHO) 卫星地面控