[發明專利]一種曲率自適應的軌道繪制方法

在審

• 申請號: 201410821502.0
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104537698A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 李立春;張偉;孫軍;周建亮;許穎慧;陳驍;孟彥鵬;苗毅;尚德生;范文山
• 申請（專利權）人: 北京航天飛行控制中心
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于航空航天及計算機圖形學技術領域，具體涉及一種曲率自適應的軌道繪制方法。

背景技術

航天器飛行軌道設計、飛行仿真、運行測控任務中，采用計算機繪制的方法進行航天器的飛行軌道線繪制是航天參數監控的關鍵內容之一。繪制方法的數據基礎軌道曲線的采樣點數據獲取，不同的采用方法實時性、采樣精度、數據量差別較大。采用計算機圖形學方法進行軌道曲線繪制，需要較高的實時性，其中常用的方法固定坐標軸坐標遞增采樣，其速度較快但是在曲線變化劇烈的位置保形狀的性能不足。另一種方法為固定角度采樣點，該方法實現復雜，實時性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種曲率自適應的軌道繪制方法，在軌道曲線采樣過程中，計算采樣點的曲率，根據曲率設定不同的分辨率，實現較少數據量的高保形曲線點快速采樣，保證軌道繪制的實時性和準確性。

一種曲率自適應的軌道繪制方法，包括如下步驟：

(1)其在第一象限內計算斜率為1和-1的曲線點位置P₁，P₂；第一象限內橢圓軌道曲線方程，根據df(x)＝1計算P₁，根據df(x)＝-1計算P₂；

(2)計算x，y兩個坐標軸的采樣步長變化范圍，確定曲線上四個點D₁，D₂，D₃，D₄；

(3)在第一象限內，根據D₁，D₂，D₃，D₄對線段進行分段，分別將x或y以繪制的采樣步長遞增，計算相應的曲線點；

(4)根據對稱關系將已采樣點沿x軸翻轉，完成整個曲線的采樣，進行軌道線繪制。

所述繪制采樣步長設定為Δd，在點o～D₁之間，以y坐標步進進行采樣，在點D₁～D₂之間以x坐標步進采樣，步長為0.7Δd，點D₂～D₃之間以x坐標步進采樣，步長為Δd，點D₃～D₄之間x坐標步進采樣，步長為0.7Δd，在點D₄～P_A之間以y坐標步進進行采樣。

本發明的有益效果：本發明的方法在軌道曲線采樣過程中，計算采樣點的曲率，根據曲率設定不同的分辨率，實現了較少數據量的高保形曲線點快速采樣。本發明的方法實現了基于稀疏點的軌道保形繪制，顯著節省了存儲、計算、渲染資源。

附圖說明

圖1是本發明中軌道曲線曲率自適應采樣方法示意圖；

圖中，o-xy表示航天器坐標系的軌道平面，E所示實體表示航天器所繞飛的天體，a，b分別是橢圓軌道曲線的長半軸和短半軸。P₁是曲線上斜率為1的點，P₂是曲線上斜率為-1的點，D₁，D₂，D₃，D₄為采樣步長變換調整點。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

實施例1

一種曲率自適應的軌道繪制方法，如圖1所示，經過數據轉換點計算、步進采樣、數據翻轉復制、軌道繪制的步驟，具體如下所述：

(1)計算曲線斜率為1和-1的點

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