[发明专利]一种海量空间目标处理方法

摘要

本发明公开了一种海量空间目标处理方法，包括以下步骤：根据空间目标轨道根数的六维数据，采用分段方法，实时动态计算空间目标轨道采样点；根据当前时刻，插值计算目标当前的位置坐标；采用空间裁剪算法，裁剪当前视角下被地球遮挡的空间目标；进行图形化组装，调用图形绘制接口，编程实现空间目标的可视化输出，最终可达到存在上万批空间目标时，内存占用约100M并且渲染帧率25帧以上的效果。

主权项

1.一种海量空间目标处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，轨道点分段计算：根据空间目标轨道根数的六维数据，动态实时计算空间目标轨道采样点，获得轨道采样点坐标；步骤2，轨道点插值计算：获取当前时间，插值计算当前时间空间目标的位置；步骤3，空间裁剪与渲染绘制：采用空间裁剪算法，裁剪当前视角下被地球遮挡的空间目标，对可见空间目标进行渲染绘制；步骤1包括：步骤1‑1，判断是否需要计算下一段轨道采样点，如果是，执行步骤1‑2；步骤1‑2，动态计算轨道采样点；步骤1‑1包括以下步骤：步骤1‑1‑1，调用计算机系统API接口获取当前时间，计算当前时间T_now与本段轨道采样点结束时间T_end之间的时间差Δt：Δt＝T_end‑T_now，轨道采样点起始时间T_start和结束时间T_end均初始化为零；步骤1‑1‑2，判定时间差Δt与轨道采样点的时间步长T_step的倍数关系，时间步长取卫星轨道周期的1/400，若时间差Δt大于两倍的轨道点采样时间步长T_step，则判定目前不需要计算下一段轨道采样点；否则，判定需要计算下一段轨道采样点，执行步骤1‑2；步骤1‑2包括如下步骤：步骤1‑2‑1，获取空间目标的轨道根数的六维数据，包括长半轴，偏心率，轨道倾角，升交点经度，近地点角距和升交角距；步骤1‑2‑2，采用SDP‑4/SGP‑4算法，以当前时间T_now为起始时间，计算预测下一段轨道采样点的时间和坐标，并将轨道采样点的起始时间T_start更新为T_now，结束时间T_end为本次计算预测的轨道采样点最后一个点所处的时刻；步骤1‑2‑3，将本次计算预测的轨道采样点数据替换上次计算预测的轨道采样点数据；步骤2包括以下步骤：步骤2‑1，调用计算机系统API接口获取当前时间并转换成秒数；步骤2‑2，计算当前时刻T_now和本段轨道采样点的起始时间T_start的时间差：Δt1＝T_now‑T_start根据时间差Δt1和轨道采样点的时间步长T_step，计算得出距离当前时刻最近的两个轨道采样点的索引位置p₁和p₂：p₂＝p₁+1，步骤2‑3，根据索引位置p₁和p₂，分别得到距离当前时刻最近的两个轨道采样点的空间坐标v₁和v₂，空间目标在当前时刻T_now下对应的轨道位置在v₁和v₂之间；步骤2‑4，计算当前时刻T_now距离坐标v₁所在时刻的时间差占v₁、v₂之间的时间差的比例d：步骤2‑5，通过线性插值计算得出当前时刻T_now下空间目标的位置v_object：v_object＝v₁+(v₂‑v₁)*d；步骤3包括以下步骤：步骤3‑1，根据当前视点v_eye位置坐标，以及空间目标v_object位置坐标，建立过这两点的空间直线方程：其中x，y，z为方程未知量，v_eye.x，v_eye.y，v_eye.z分别为当前视点v_eye在空间坐标系中X轴的分量，Y轴的分量和Z轴的分量，v_object.x，v_object.y，v_object.z分别为空间目标v_object在空间坐标系中X轴的分量，Y轴的分量和Z轴的分量；步骤3‑2，计算地球球心到步骤3‑1的空间直线上距离最短的点v_linepoint的三维坐标v_linepoint.x、v_linepoint.y、v_linepoint.z以及对应的最短距离d_distance：其中，v_earth表示地球球心；步骤3‑3，若最短距离d_distance大于地球半径R_earth，即d_distance＞R_earth，则判断该空间目标在当前视点下可见，未被地球遮挡；若d_distance＜R_earth，继续判断点v_linepoint是否在线段v_eyev_object上，若点v_linepoint在此线段上，则判定该空间目标不可见，否则判定其可见；步骤3‑4，对可见空间目标进行渲染绘制。