[发明专利]一种曲率自适应的轨道绘制方法

说明书

技术领域

本发明属于航空航天及计算机图形学技术领域，具体涉及一种曲率自适应的轨道绘制方法。

背景技术

航天器飞行轨道设计、飞行仿真、运行测控任务中，采用计算机绘制的方法进行航天器的飞行轨道线绘制是航天参数监控的关键内容之一。绘制方法的数据基础轨道曲线的采样点数据获取，不同的采用方法实时性、采样精度、数据量差别较大。采用计算机图形学方法进行轨道曲线绘制，需要较高的实时性，其中常用的方法固定坐标轴坐标递增采样，其速度较快但是在曲线变化剧烈的位置保形状的性能不足。另一种方法为固定角度采样点，该方法实现复杂，实时性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种曲率自适应的轨道绘制方法，在轨道曲线采样过程中，计算采样点的曲率，根据曲率设定不同的分辨率，实现较少数据量的高保形曲线点快速采样，保证轨道绘制的实时性和准确性。

一种曲率自适应的轨道绘制方法，包括如下步骤：

(1)其在第一象限内计算斜率为1和-1的曲线点位置P₁，P₂；第一象限内椭圆轨道曲线方程，根据df(x)＝1计算P₁，根据df(x)＝-1计算P₂；

(2)计算x，y两个坐标轴的采样步长变化范围，确定曲线上四个点D₁，D₂，D₃，D₄；

(3)在第一象限内，根据D₁，D₂，D₃，D₄对线段进行分段，分别将x或y以绘制的采样步长递增，计算相应的曲线点；

(4)根据对称关系将已采样点沿x轴翻转，完成整个曲线的采样，进行轨道线绘制。

所述绘制采样步长设定为Δd，在点o～D₁之间，以y坐标步进进行采样，在点D₁～D₂之间以x坐标步进采样，步长为0.7Δd，点D₂～D₃之间以x坐标步进采样，步长为Δd，点D₃～D₄之间x坐标步进采样，步长为0.7Δd，在点D₄～P_A之间以y坐标步进进行采样。

本发明的有益效果：本发明的方法在轨道曲线采样过程中，计算采样点的曲率，根据曲率设定不同的分辨率，实现了较少数据量的高保形曲线点快速采样。本发明的方法实现了基于稀疏点的轨道保形绘制，显著节省了存储、计算、渲染资源。

附图说明

图1是本发明中轨道曲线曲率自适应采样方法示意图；

图中，o-xy表示航天器坐标系的轨道平面，E所示实体表示航天器所绕飞的天体，a，b分别是椭圆轨道曲线的长半轴和短半轴。P₁是曲线上斜率为1的点，P₂是曲线上斜率为-1的点，D₁，D₂，D₃，D₄为采样步长变换调整点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种曲率自适应的轨道绘制方法，如图1所示，经过数据转换点计算、步进采样、数据翻转复制、轨道绘制的步骤，具体如下所述：

(1)计算曲线斜率为1和-1的点

xp1=a-a2/2]]>