專利名稱：衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁環(huán)境可視化描述領(lǐng)域，尤其是一種衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法。
背景技術(shù)：
可視化技術(shù)是20世紀(jì)80年代興起的一種技術(shù)，其含義是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)以人們易理解和接受的圖形(圖像)的形式在高度沉浸感的顯示環(huán)境中展現(xiàn)出來(lái)，為人們提供了與數(shù)據(jù)計(jì)算和模擬的視覺(jué)交互的手段。電磁環(huán)境的可視化就是對(duì)各種電磁信號(hào)的類型、屬性和分布情況進(jìn)行分析，并利用圖形、分析報(bào)告等可視化方法將電磁態(tài)勢(shì)表現(xiàn)出來(lái)。在現(xiàn)階段關(guān)于電磁環(huán)境仿真與可視化的研究中，較多的是對(duì)仿真系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì) 和算法的改進(jìn)和實(shí)現(xiàn)方面的研究，關(guān)于大范圍復(fù)雜電磁環(huán)境的可視化描述方面涉及的較少，尤其是針對(duì)衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述技術(shù)領(lǐng)域的科技文獻(xiàn)仍是空白的。雖然說(shuō)衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述的基本原理與傳統(tǒng)電磁環(huán)境可視化的基本原理相同，但是也有差別。在傳統(tǒng)電磁環(huán)境可視化研究中，都是對(duì)指定區(qū)域的電磁環(huán)境進(jìn)行描述，電磁環(huán)境建模區(qū)域相對(duì)固定，因此可以用地理坐標(biāo)為基準(zhǔn)進(jìn)行電磁環(huán)境仿真和可視化研究。而除地球同步軌道衛(wèi)星外的所有衛(wèi)星相對(duì)地球都是處于時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，其探測(cè)范圍也時(shí)刻改變，傳統(tǒng)的建模區(qū)域固定、以地理坐標(biāo)為基準(zhǔn)的電磁環(huán)境可視化描述方法不再適用。因此至今還沒(méi)有人提出一種適合于衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述的方法，以滿足現(xiàn)代和未來(lái)大范圍電磁環(huán)境可視化要求的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，該方法包括下列順序的步驟(I)定義時(shí)間信息，將時(shí)間軸作為電磁環(huán)境可視化系統(tǒng)的基準(zhǔn)；(2)根據(jù)時(shí)間信息和衛(wèi)星運(yùn)行軌道信息，判斷衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域，并將該覆蓋區(qū)域在二維平面進(jìn)行可視化顯示；(3)根據(jù)衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域信息和地面電磁輻射源信息，判斷地球覆蓋區(qū)域內(nèi)電磁輻射源情況，即根據(jù)地面覆蓋區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)的包含性檢驗(yàn)；(4)根據(jù)電磁輻射源情況，進(jìn)行衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化顯示。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明以時(shí)間信息作為電磁環(huán)境描述的基準(zhǔn)，將時(shí)間信息存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，在電磁環(huán)境要素參數(shù)的基礎(chǔ)上加入時(shí)間信息記錄，以判定衛(wèi)星探測(cè)區(qū)域電磁環(huán)境情況，從而打破了傳統(tǒng)的以地理坐標(biāo)為基準(zhǔn)的對(duì)固定區(qū)域電磁環(huán)境進(jìn)行描述的方法不適用于衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化的局限，達(dá)到衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境的實(shí)時(shí)可視化描述。


圖I是本發(fā)明中時(shí)間/[目息工作流程圖；圖2是本發(fā)明中地球覆蓋區(qū)域精度距離計(jì)算圖；圖3是本發(fā)明中覆蓋區(qū)域橢圓變形圖；圖4是本發(fā)明中衛(wèi)星探測(cè)地面區(qū)域二維顯示圖；圖5是本發(fā)明中點(diǎn)的包含性檢驗(yàn)示意圖；圖6是本發(fā)明中可視化流程流程圖；圖7 (a)是輻射源分布態(tài)勢(shì)圖；圖7(13)、((3)是衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境動(dòng)態(tài)顯示圖； 圖7(d)是空間電磁能量分布態(tài)勢(shì)圖。
具體實(shí)施例方式一種衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，該方法包括下列順序的步驟(I)定義時(shí)間信息，將時(shí)間軸作為電磁環(huán)境可視化系統(tǒng)的基準(zhǔn)；(2)根據(jù)時(shí)間信息和衛(wèi)星運(yùn)行軌道信息，判斷衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域，并將該覆蓋區(qū)域在二維平面進(jìn)行可視化顯示；(3)根據(jù)衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域信息和地面電磁輻射源信息，判斷地球覆蓋區(qū)域內(nèi)電磁輻射源情況，即根據(jù)地面覆蓋區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)的包含性檢驗(yàn)；(4)根據(jù)電磁輻射源情況，進(jìn)行衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化顯示。一、時(shí)間基準(zhǔn)的確定由于衛(wèi)星處于圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，因此衛(wèi)星探測(cè)區(qū)域時(shí)刻改變，即電磁環(huán)境處于時(shí)變狀態(tài)，傳統(tǒng)的以地理坐標(biāo)為基準(zhǔn)對(duì)固定區(qū)域電磁環(huán)境進(jìn)行描述的方法，已經(jīng)不再適用于衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化系統(tǒng)，為此本發(fā)明以時(shí)間信息為基準(zhǔn)對(duì)衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境進(jìn)行可視化描述。在全球電磁環(huán)境可視化描述中，時(shí)間信息以時(shí)間軸為基準(zhǔn)，包含于數(shù)據(jù)庫(kù)中，在電磁環(huán)境要素參數(shù)的基礎(chǔ)上加入時(shí)間信息記錄，以判定衛(wèi)星探測(cè)區(qū)域電磁環(huán)境情況。時(shí)間信息工作流程如圖I所示。以時(shí)間為基準(zhǔn)，所述的時(shí)間信息是指時(shí)間軸、成員、成員時(shí)間和消息，以下對(duì)各個(gè)時(shí)間信息進(jìn)行定義時(shí)間軸是一個(gè)單調(diào)有序的時(shí)間值序列，在電磁環(huán)境可視化描述中，以系統(tǒng)總模型的時(shí)間為時(shí)間軸，仿真時(shí)間沿著時(shí)間軸向前流動(dòng)；成員是指被仿真的對(duì)象；成員時(shí)間是指一個(gè)指定的成員在時(shí)間軸上的當(dāng)前值，它是成員的仿真時(shí)間；消息衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述系統(tǒng)中協(xié)調(diào)時(shí)間的方式是通過(guò)相互發(fā)送“消息”來(lái)進(jìn)行的。二、地面覆蓋區(qū)域平面顯示在將地球以平面圖形式展示的過(guò)程中，由于各緯度在實(shí)際地球中的長(zhǎng)度并不一樣，而平面圖呈長(zhǎng)方體狀，各緯度等長(zhǎng)，因此平面地圖是地球表面近似的展示結(jié)果。為了更加準(zhǔn)確的描述衛(wèi)星探測(cè)覆蓋區(qū)域，在可視化仿真的過(guò)程中必須進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以滿足不同緯度地區(qū)在平面圖中的近似。本發(fā)明在覆蓋區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中采用等距圓柱投影。等距圓柱投影又稱方格投影，是假想球面與圓筒面相切于赤道，赤道為沒(méi)有變形的線。在等距圓柱投影中，經(jīng)距和緯距相等，經(jīng)緯線成正方形網(wǎng)格。所以，等距圓柱投影的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，該方法包括下列順序的步驟 (1)定義時(shí)間信息，將時(shí)間軸作為電磁環(huán)境可視化系統(tǒng)的基準(zhǔn)； (2)根據(jù)時(shí)間信息和衛(wèi)星運(yùn)行軌道信息，判斷衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域，并將該覆蓋區(qū)域在二維平面進(jìn)行可視化顯示； (3)根據(jù)衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域信息和地面電磁輻射源信息，判斷地球覆蓋區(qū)域內(nèi)電磁輻射源情況，即根據(jù)地面覆蓋區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)的包含性檢驗(yàn)； (4)根據(jù)電磁輻射源情況，進(jìn)行衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于所述的時(shí)間信息是指時(shí)間軸、成員、成員時(shí)間和消息，以下對(duì)各個(gè)時(shí)間信息進(jìn)行定義 時(shí)間軸是一個(gè)單調(diào)有序的時(shí)間值序列，在電磁環(huán)境可視化描述中，以系統(tǒng)總模型的時(shí)間為時(shí)間軸，仿真時(shí)間沿著時(shí)間軸向前流動(dòng)； 成員是指被仿真的對(duì)象； 成員時(shí)間是指一個(gè)指定的成員在時(shí)間軸上的當(dāng)前值，它是成員的仿真時(shí)間； 消息衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述系統(tǒng)中協(xié)調(diào)時(shí)間的方式是通過(guò)相互發(fā)送“消息”來(lái)進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于所述的步驟(2)中的地球覆蓋區(qū)域平面顯示，按如下過(guò)程進(jìn)行 根據(jù)航天器軌道六要素，星下點(diǎn)的地心緯度爐和經(jīng)度、可表示為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于所述的步驟(3)中的點(diǎn)的包含性檢驗(yàn)，即方位判斷檢驗(yàn)方法，按如下過(guò)程進(jìn)行 在衛(wèi)星瞬時(shí)覆蓋區(qū)邊緣上等間隔取n個(gè)點(diǎn){(木，(4，爐2)，U3, (P3)---(4，A)}，將每個(gè)點(diǎn)的經(jīng)緯度存入數(shù)組； 將電磁輻射源位置經(jīng)緯度信息￠4, )與數(shù)組中的點(diǎn)進(jìn)行比較，若這n個(gè)點(diǎn)中存在四個(gè)點(diǎn)
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于所述的電磁環(huán)境可視化顯示方法，其中包括衛(wèi)星探測(cè)全球電磁輻射源分布態(tài)勢(shì)顯示；衛(wèi)星探測(cè)全球動(dòng)態(tài)電磁環(huán)境顯示；衛(wèi)星探測(cè)全球電磁能量態(tài)勢(shì)分布顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于根據(jù)(I)式中得到的星下點(diǎn)軌跡信息，結(jié)合衛(wèi)星軌道高度信息計(jì)算衛(wèi)星探測(cè)地面覆蓋區(qū)域信息，設(shè)衛(wèi)星探測(cè)有效載荷的視場(chǎng)為FOV，則有效載荷相對(duì)地心和有效地平線的夾角為P pov =F0V/2，相應(yīng)的有效地平覆蓋角dFW滿足
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，其特征在于根據(jù)(5)式中衛(wèi)星探測(cè)覆蓋區(qū)域形狀確定等距投影的關(guān)系為，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化描述方法，該方法包括下列順序的步驟定義時(shí)間信息，將時(shí)間軸作為電磁環(huán)境可視化系統(tǒng)的基準(zhǔn)；根據(jù)時(shí)間信息和衛(wèi)星運(yùn)行軌道信息，判斷衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域，并將該覆蓋區(qū)域在二維平面進(jìn)行可視化顯示；根據(jù)衛(wèi)星探測(cè)地球覆蓋區(qū)域信息和地面電磁輻射源信息，判斷地球覆蓋區(qū)域內(nèi)電磁輻射源情況；根據(jù)電磁輻射源情況進(jìn)行衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境可視化顯示。本發(fā)明以時(shí)間信息作為電磁環(huán)境描述的基準(zhǔn)，將時(shí)間信息存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，在電磁環(huán)境要素參數(shù)的基礎(chǔ)上加入時(shí)間信息記錄，以判定衛(wèi)星探測(cè)區(qū)域電磁環(huán)境情況，達(dá)到衛(wèi)星探測(cè)全球電磁環(huán)境的實(shí)時(shí)可視化描述。
文檔編號(hào)G01V3/00GK102967885SQ201210396150
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者郝士琦, 胡以華, 呂旭光, 焦均均, 方勝良, 王勇, 陳鵬, 劉加林 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍電子工程學(xué)院