[發(fā)明專利]一種飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法、系統(tǒng)及服務(wù)器

在審

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• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115170733A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓煜;李興冀;呂鋼;楊劍群
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00;G06T15/20;G06T7/30
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 萬娟

本發(fā)明提供了一種飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及服務(wù)器，涉及航天工程技術(shù)領(lǐng)域，所述的飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法包括如下步驟：建立地球三維場景模型；獲取飛行器的空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)并繪制飛行器運行軌跡；計算不同維度下空間環(huán)境數(shù)據(jù)；獲取顏色標(biāo)尺，根據(jù)所述顏色標(biāo)尺與所述空間環(huán)境數(shù)據(jù)對所述飛行器運行軌跡進行著色，實現(xiàn)飛行器軌跡云圖的顯示與切換。本發(fā)明所述的飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法結(jié)合了飛行器空間運動狀態(tài)表征顯示技術(shù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)驅(qū)動的云圖顯示技術(shù)，能實時顯示數(shù)據(jù)變化和切換不同維度的數(shù)據(jù)，直觀的展示出飛行器運行軌跡上空間環(huán)境數(shù)據(jù)的變化和惡劣程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)及服務(wù)器。

背景技術(shù)

空間環(huán)境效應(yīng)是空間環(huán)境與飛行器相互作用的宏觀和微觀表現(xiàn)，涉及各種物理、化學(xué)及力學(xué)等過程，空間環(huán)境效應(yīng)在時間與空間尺度上具有明顯的動態(tài)變化特征，直接受空間環(huán)境變化及飛行器自身特點制約，深入研究空間環(huán)境對飛行器的影響，對于提高飛行器在軌服役壽命與可靠性具有重要意義。

空間環(huán)境主要包括空間中性大氣環(huán)境、空間等離子體環(huán)境和空間輻射環(huán)境，其中，空間中性大氣環(huán)境會對飛行器產(chǎn)生空氣動力學(xué)阻力，影響飛行器的姿態(tài)，導(dǎo)致飛行器軌道下降，還會成為光學(xué)敏感表面的污染源；空間等離子體環(huán)境會引起電流向飛行器暴露表面流入，導(dǎo)致電荷累積效應(yīng)，在飛行器的不同電絕緣表面之間產(chǎn)生電位差，引起破壞性的電弧放電；空間輻射環(huán)境對飛行器的損傷效應(yīng)涉及輻射損傷與深層介質(zhì)充放電兩方面，會導(dǎo)致熱控涂層、電子器件及光學(xué)器件等關(guān)鍵材料和器件性能退化。

因此，為保證飛行器的在軌壽命和飛行可靠性，需要時刻掌控飛行器所處的空間環(huán)境的實時狀況，而飛行器在軌運行期間實時空間環(huán)境量化表征數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)抽象，維度多且變化范圍大，很難直觀展示并且分析其環(huán)境變化和惡劣程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)無法直觀展示并且分析飛行器所處空間環(huán)境的實時變化和惡劣程度。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種飛行器軌跡云圖實時顯示與切換方法，包括如下步驟：

建立地球三維場景模型；

獲取飛行器的空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)繪制飛行器運行軌跡；

對所述空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)進行分析計算，得到不同維度下的多個空間環(huán)境數(shù)據(jù)；

獲取顏色標(biāo)尺，根據(jù)所述顏色標(biāo)尺與所述空間環(huán)境數(shù)據(jù)對所述飛行器運行軌跡進行著色，實現(xiàn)飛行器軌跡云圖的顯示與切換。

可選地，所述獲取飛行器的空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)具體包括，以儒略日表示法定義時間描述，以地心J2000坐標(biāo)系定義法定義空間描述，建立地心J2000坐標(biāo)系；獲取每一時刻所述飛行器在所述地心J2000坐標(biāo)系中的空間位置數(shù)據(jù)，得到飛行器的空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)。

可選地，所述根據(jù)所述空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)繪制飛行器運行軌跡，具體包括：建立飛行器軌道外推模型，根據(jù)所述飛行器軌道外推模型對所述空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)進行計算，得到飛行器的軌道外推數(shù)據(jù)點；將所述飛行器的軌道外推數(shù)據(jù)點繪制于所述地球三維場景模型中，依次連接所述飛行器的軌道外推數(shù)據(jù)點，得到飛行器運行軌跡。

可選地，所述對空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)進行分析計算，得到不同維度下的多個空間環(huán)境數(shù)據(jù)，具體包括：建立空間環(huán)境模型，結(jié)合所述空間運動狀態(tài)表征數(shù)據(jù)與所述空間環(huán)境模型的控制參數(shù)，計算得到所述空間環(huán)境數(shù)據(jù)。

可選地，所述空間環(huán)境數(shù)據(jù)包括中性大氣環(huán)境數(shù)據(jù)、等離子體環(huán)境數(shù)據(jù)和輻射環(huán)境數(shù)據(jù)。