[發明專利]一種基于正十二面體的空間太陽能電站球面聚光器網格劃分方法

在審

• 申請號: 201710492767.4
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107358652A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 張逸群;李仙麗;王東旭;樊冠恒;紀祥飛;段竹竹;宋立偉;張樹新
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張恒陽

1.一種基于正十二面體的空間太陽能電站球面聚光器網格劃分方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟101正十二面體的每個面都是五邊形，對其中一個五邊形，找到它的中心點，與這個五邊形的頂點組成五個等腰三角形，將正十二面體的其它五邊形面也如此處理，則可得到六十個等腰三角形；

步驟102將步驟101產生的等腰三角形延直徑方向映射到與正十二面體外切的球成為球面等腰三角形，則整個球面可以產生六十個球面三角形，將其稱為球面六十面體；

步驟103取出球面六十面體的一個球面等腰三角形，將球面等腰三角形底邊上的高所對應的測地線弧均分成為n等分，其中n大于2；

步驟104從球面等腰三角形頂點開始將已等分為n段的測地線弧從頂部開始依次編號，從頂點開始每一點依次從第1點編號至第i點；

步驟105以球心為圓心，過步驟104中已經編號的每一點，作與球面等腰三角形底邊上的高所對應的測地線弧的垂直的圓，與球面等腰三角形的腰邊界相交于一點，再以球心為圓心，過此相交點及對應的步驟104中已經編號的點作子午圓；

步驟106依次取步驟105產生的子午圓在球面三角形面片中的弧段，為新的測地線弧，等分第i點所在的新的測地線弧i份，得到每條新測地線弧的等分點，則設第i點所在的測地線上的弧為第i層上的點，得到的所有點形成球面等腰三角形上的點陣；

步驟107選擇點陣里的關鍵點連接，產生球面多邊形網格，這些關鍵點是球面網格的頂點。

2.如權利要求1所述的一種基于正十二面體的空間太陽能電站球面聚光器網格劃分方法，其特征在于，步驟107中所述的關鍵點連接的方法包括如下步驟：

步驟201球面等腰三角形經兩次等分得到的點陣，第i層有i個點，設計算組成多邊形的關鍵點個數為m，則m＝[(i-1)/3]+1，其中[]表示取整；設兩次等分的后的角度分別為a、b，則a＝0.5536/n,b＝0.3649/i；

步驟202設在第i層，球面多邊形網格頂點關鍵點的位置為N_j；j表示第i層的關鍵點編號，其值依次取從1到m的整數；對i進行判定，若i為奇數，則N_j＝6*[(j+1)/2]-1-(j/2)*4，若i為偶數，N_j＝6*[(j+1)/2]-2-(j/2)*2,其中[]表示取整,/表示取余；

步驟203利用向量關系推導出已知某點對應的的兩個球面角，對應球面位置的計算公式為：

利用上面公式計算多邊形的關鍵點的坐標；其中α＝i·a，

步驟204連接生成的已找到關鍵點則可以形成球面等腰三角形一個面片的多邊形網格，然后首先繞球面三角形頂點與球心的連線旋轉2*π/5五次，即可得到正十二面體一個面對應的球面網格,在此基礎上按照正十二面體其他面的旋轉方式生整個球面網格。

3.如權利要求2所述的一種基于正十二面體的空間太陽能電站球面聚光器網格劃分方法，其特征在于，步驟201中確定a和b值的方法具體如下：

步驟301根據正十二面體頂點特征，可知步驟102產生的球面等腰三角形底邊上的高所對應的測地線弧的弧度為0.5536，均分其為n等分，則確定a＝0.5536/n；

步驟302根據正十二面體頂點特征，步驟106產生的最末層的子午圓在球面三新的測地線弧的弧度為0.3649，則均分以后其基礎b為0.3649/i，b值每一層數值不同，根據均分時的數學關系計算。