[發明專利]一種空間態勢覆蓋波束三維展示方法及裝置

在審

• 申請號: 202211331794.0
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN116188740A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 黃海兵;周岳姣;林鯤鵬;侯育卓;梅昌明;鄧喜文
• 申請（專利權）人: 長沙翔宇信息科技有限公司;中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 長沙和誠容創知識產權代理事務所(普通合伙) 43251
• 代理人: 戴亞

本發明提供了一種空間態勢覆蓋波束三維展示方法及裝置，涉及三維態勢展示技術領域，包括：以衛星的波束起點P為原點建立波束本體坐標系；在波束本體坐標系Xsubgt;b/subgt;Osubgt;b/subgt;Ysubgt;b/subgt;Zsubgt;b/subgt;下建立空間圓錐模型；在空間圓錐模型的底面圓上均勻的選取n個點Psubgt;i/subgt;；建立以地心為原點的地球坐標系ECEF；將點Psubgt;i/subgt;的坐標轉換到地球坐標系ECEF下，獲得地球坐標系ECEF下的坐標Psubgt;i/subgt;′；計算該母線與地球交點作為邊界區域繪制點，并生成頂點繪制隊列；在波束本體坐標系Xsubgt;b/subgt;Osubgt;b/subgt;Ysubgt;b/subgt;Zsubgt;b/subgt;下，繪制波束幾何體，并根據波束邊界頂點繪制隊列，繪制波束邊界；在地球坐標系ECEF下對波束進行顯示。本申請對波束的邊界進行了繪制，可清晰的表示出波束覆蓋范圍，從而適應多工況下地面覆蓋表現需求。

技術領域

本申請涉及三維態勢展示技術領域，尤其涉及一種空間態勢覆蓋波束三維展示方法及裝置。

背景技術

目前，傳統的覆蓋波束繪制方式通常是根據波束的在地球上的位置、指向以及波束角，采用多邊形圖元繪制結合半透明三維著色的方式繪制出特定長度的錐形波束用于模擬該衛星的通信區域，如圖1所示。該繪制方式針對地定向波束的覆蓋范圍能夠進行較好的表現，對地定向波束地覆蓋區域一般為圓形，其地面覆蓋輪廓相對比較清晰，參訓人員通過觀察三維圖形與地球相交區域能準確判斷該類波束對地覆蓋區域。

但該表現方式具有一定的局限性。一方面，當衛星波束指向或衛星波束角大小出現變化，如斜視等，其波束覆蓋范圍將出現橢圓區域、部分覆蓋、全覆蓋、無覆蓋等多種情況，如圖2所示，簡單的采用以上繪制方式無法正確展示對應覆蓋區域，無法適應多工況下地面覆蓋表現需求。另一方面，由于在一些GPU中，32位浮點數有效位數有限，運算過程中會產生浮點數截斷誤差，直接渲染會導致渲染失真，并且隨著視角的變動，精度損失會發生變化，引起波束位置產生錯位，在三維圖像表現出波束抖動現象。

發明內容

本申請所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種空間態勢覆蓋波束三維展示方法及裝置。

一種空間態勢覆蓋波束三維展示方法，包括：

以衛星的波束起點P為原點建立波束本體坐標系X_bO_bY_bZ_b；

在波束本體坐標系X_bO_bY_bZ_b下，以衛星的波束起點P為頂點，衛星天線波瓣寬度的一半作為半錐角α，波束指向為軸PB，建立空間圓錐模型；其中，空間圓錐模型的底面圓心為B，空間圓錐模型的軸PB的高度l為衛星高度PE和常量EB之和；

在空間圓錐模型的底面圓上均勻的選取n個點P_i，P_i在波束本體坐標系X_bO_bY_bZ_b中的坐標為：

X_i＝rcos(2*Pi/n*i)

Y_i＝rsin(2*Pi/n*i)

Z_i＝l

其中，r為空間圓錐模型的底面圓半徑，r＝l*tan(α)；

建立以地心為原點的地球坐標系ECEF；