[發(fā)明專利]一種太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610102516.6
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105785808B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙正旭;張登輝;王威;郭陽;徐騫
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動方法，其方法步驟如下：啟動三維可視化系統(tǒng)；確定并在三維可視化場景中展示觀測目標(biāo)；計算當(dāng)前時刻為跟蹤觀測目標(biāo)觀測設(shè)備應(yīng)處的位置姿態(tài)信息，并將該位置姿態(tài)信息換算成對觀測設(shè)備的控制指令；將上述控制指令下傳至觀測設(shè)備；如此反復(fù)執(zhí)行；三維可視化系統(tǒng)根據(jù)觀測設(shè)備回傳的當(dāng)前位置姿態(tài)信息計算當(dāng)前的觀測區(qū)域范圍，并實(shí)時在三維可視化場景中展示觀測區(qū)域。本發(fā)明的有益效果如下：大大降低太空觀測工作對觀測人員的素質(zhì)要求，提高觀測設(shè)備利用率和觀測質(zhì)量，增強(qiáng)太空觀測的效果，實(shí)現(xiàn)太空觀測過程的全自動控制及可視化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天測控可視化技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動方法。

背景技術(shù)

隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，對航天測控可視化技術(shù)的要求也在逐步提高。在進(jìn)行太空觀測時，天文臺選址優(yōu)良與否直接影響太空觀測的質(zhì)量，為了遠(yuǎn)離光污染、電磁污染和空氣染污，大部分天文臺都安置在地廣人稀的高海拔地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)甚至太空，并配備專門的觀測人員，但受限于天文臺地理環(huán)境，觀測人員無法長期駐扎。傳統(tǒng)太空觀測方法在定位觀測目標(biāo)過程中，需要專業(yè)觀測人員在天文臺通過控制按鈕手動控制觀測設(shè)備的轉(zhuǎn)動；在跟蹤觀測目標(biāo)時，需要不斷調(diào)整觀測設(shè)備，以防止待觀測的星體脫離觀測區(qū)域。上述傳統(tǒng)太空觀測方法主要依靠人工實(shí)現(xiàn)，其定位觀測目標(biāo)時操作步驟復(fù)雜，且定位結(jié)果不精確；另外，人員維護(hù)成本越來越高，觀測過程實(shí)時性差，無法滿足多目標(biāo)觀測的要求，且無法保證長時間跟蹤觀測目標(biāo)所需的跟蹤精度。

基于上述傳統(tǒng)太空觀測方法的缺點(diǎn)，可以為每臺觀測設(shè)備配置獨(dú)立的控制系統(tǒng)，通過控制軟件逐步實(shí)現(xiàn)對觀測設(shè)備的調(diào)節(jié)，這種半自動的觀測方法操作難度大，且無法充分利用觀測設(shè)備。

可視化技術(shù)作為一種知識發(fā)現(xiàn)與理解的工具，是空間環(huán)境仿真中最重要的表現(xiàn)手段。可視化技術(shù)能夠?qū)⒖臻g環(huán)境仿真計算過程中大量的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為視覺符號，使研究人員增強(qiáng)對空間環(huán)境的感知能力，提高空間認(rèn)知水平。因此，實(shí)現(xiàn)太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動，對航天測控技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。但目前在太空觀測與三維可視化場景聯(lián)動方面尚未出現(xiàn)有效的研究成果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)太空觀測方法操作步驟復(fù)雜、人員維護(hù)成本高、實(shí)時性差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種太空觀測域與實(shí)時三維可視化場景的聯(lián)動方法，其方法步驟如下：

(1)基于三維可視化場景的太空觀測域中觀測目標(biāo)和觀測區(qū)域的搖操作

①啟動三維可視化系統(tǒng)；

②通過識別觀測目標(biāo)定位指令確定觀測目標(biāo)，并在三維可視化場景中展示觀測目標(biāo)；

③計算當(dāng)前時刻為跟蹤觀測目標(biāo)觀測設(shè)備應(yīng)處的位置姿態(tài)信息，并將該位置姿態(tài)信息換算成對觀測設(shè)備的控制指令；

④將上述控制指令下傳至觀測設(shè)備；

⑤根據(jù)觀測設(shè)備反饋回的位置姿態(tài)信息確定觀測設(shè)備是否定位完成；

⑥根據(jù)當(dāng)前時刻計算下一時刻為跟蹤觀測目標(biāo)觀測設(shè)備應(yīng)處的位置姿態(tài)信息，并將該位置姿態(tài)信息換算成對觀測設(shè)備的控制指令；

⑦將上述控制指令下傳至觀測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)太空觀測域中對觀測目標(biāo)和觀測區(qū)域的自動追蹤；

(2)太空觀測域中觀測目標(biāo)和觀測區(qū)域與三維可視化場景的聯(lián)動

①觀測人員手動控制觀測設(shè)備，觀測設(shè)備將其當(dāng)前的位置姿態(tài)信息上傳至三維可視化系統(tǒng)；

②三維可視化系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前時刻觀測設(shè)備的位置姿態(tài)計算觀測區(qū)域范圍；

③在三維可視化場景中展示上述觀測區(qū)域；