[发明专利]基于STL的通信卫星大天线对太阳翼遮挡分析方法

摘要

本发明涉及基于STL的通信卫星大天线对太阳翼遮挡分析方法，属于卫星设计技术领域。本发明提供一种根据卫星轨道倾角、姿态偏置，可有效分析大天线对太阳翼遮挡分析的方法，包括(1)将待分析对象的三维模型转化为STL数据文件；(2)提取太阳翼电池片STL数据中有效的三角形网格；(3)对太阳翼电池片三角形网格进行插值处理；(4)将大天线STL数据处理后投影到太阳翼电池片所在平面；(5)在二维平面判断电池片和大天线的三角形网格的遮挡情况；(6)根据遮挡情况计算遮挡面积，并生成分析图。本发明的方法可得到任意时刻大天线对太阳翼的遮挡情况，便于供配电设计师直观的分析，简化了计算过程，便于工程实施。

主权项

一种基于STL的通信卫星大天线对太阳翼遮挡分析方法，其特征是：包括如下步骤：(1)将待分析对象的三维模型转化为STL数据文件；(2)提取太阳翼电池片STL数据中有效的三角形网格；(3)对太阳翼电池片三角形网格进行插值处理；(4)将大天线STL数据处理后投影到太阳翼电池片所在平面，所述的数据处理步骤如下：(a)以一个相对太阳翼法向矢量和太阳光入射方向的夹角和太阳翼相对卫星的转动角进行逆向旋转：(x′i,1~3,y′i,1~3,z′i,1~3)=(xi,1~3,yi,1~3,zi,1~3)Rx(θx)Ry(θy)=(xi,1~3,yi,1~3,zi,1~3)1000cos(θx)sin(θx)0-sin(θx)cos(θx)cos(θy)0-sin(θy)010sin(θy)0cos(θy)]]>上式中，(xi，1～3，yi，1～3，zi，1～3)为更改前的大天线三角形网格3个顶点的坐标，(x′i，1～3，y′i，1～3，z′i，1～3)为更改后的大天线三角形网格3个顶点的坐标，θx是太阳翼法向矢量和太阳光入射方向的夹角，Rx(θx)为绕卫星x轴的旋转矩阵，θy是太阳翼相对卫星的转动角，Ry(θy)为绕卫星太阳翼帆板驱动机构旋转轴的旋转矩阵；(b)剔除大天线的STL数据文件中法向矢量的的三角形网格；(c)将每个三角形网格的Z坐标值改为和太阳翼电池片+Z向平面所在的值，使接下来的三角形遮挡分析从三维空间转换到二维平面；处理完毕后的STL数据为Antenna_STL_Final；(5)在二维平面判断电池片和大天线的三角形网格的遮挡情况；所述的遮挡情况判断方法如下：Solar_STL_Final中某一个太阳翼电池片插值后的网格形成的三角形网格C，Antenna_STL_Final中某一个三角形网格D，判断所述的三角形网格C和三角形网格D的几何关系是相离或相交或三角形网格C包含三角形网格D或三角形网格D包含三角形网格C，若为后三种情况之一，则判断该电池片的1/(4n)被遮挡，并将三角形网格C的遮挡标志位记为1，否则记为0；n为插值次数；Solar_STL_Final为按照步骤(3)插值法处理完毕后的STL数据；判断三角形网格C和三角形网格D是否为包含关系：(a)判断三角形网格C的某一条边的两个顶点是否和三角形网格D的某一点组成的行列式的值大于0；(b)若步骤(a)中所述的行列式的值大于0，则相含标志位加1；相含标志位初始值为0；(c)重复步骤(a)，直至判断完三角形网格D的三个顶点和三角形网格C的三条边的关系；(d)若所述的相含标志位为9，则三角形网格C包含三角形网格D；(6)根据遮挡情况计算遮挡面积，并生成分析图。