[发明专利]一种太空观测域与实时三维可视化场景的联动方法

说明书

本发明提出了一种太空观测域与实时三维可视化场景的联动方法，其方法步骤如下：启动三维可视化系统；确定并在三维可视化场景中展示观测目标；计算当前时刻为跟踪观测目标观测设备应处的位置姿态信息，并将该位置姿态信息换算成对观测设备的控制指令；将上述控制指令下传至观测设备；如此反复执行；三维可视化系统根据观测设备回传的当前位置姿态信息计算当前的观测区域范围，并实时在三维可视化场景中展示观测区域。本发明的有益效果如下：大大降低太空观测工作对观测人员的素质要求，提高观测设备利用率和观测质量，增强太空观测的效果，实现太空观测过程的全自动控制及可视化。

技术领域

本发明涉及航天测控可视化技术领域，特别是指一种太空观测域与实时三维可视化场景的联动方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，对航天测控可视化技术的要求也在逐步提高。在进行太空观测时，天文台选址优良与否直接影响太空观测的质量，为了远离光污染、电磁污染和空气染污，大部分天文台都安置在地广人稀的高海拔地区、严寒地区甚至太空，并配备专门的观测人员，但受限于天文台地理环境，观测人员无法长期驻扎。传统太空观测方法在定位观测目标过程中，需要专业观测人员在天文台通过控制按钮手动控制观测设备的转动；在跟踪观测目标时，需要不断调整观测设备，以防止待观测的星体脱离观测区域。上述传统太空观测方法主要依靠人工实现，其定位观测目标时操作步骤复杂，且定位结果不精确；另外，人员维护成本越来越高，观测过程实时性差，无法满足多目标观测的要求，且无法保证长时间跟踪观测目标所需的跟踪精度。

基于上述传统太空观测方法的缺点，可以为每台观测设备配置独立的控制系统，通过控制软件逐步实现对观测设备的调节，这种半自动的观测方法操作难度大，且无法充分利用观测设备。

可视化技术作为一种知识发现与理解的工具，是空间环境仿真中最重要的表现手段。可视化技术能够将空间环境仿真计算过程中大量的数据信息转换为视觉符号，使研究人员增强对空间环境的感知能力，提高空间认知水平。因此，实现太空观测域与实时三维可视化场景的联动，对航天测控技术的发展起着至关重要的作用。但目前在太空观测与三维可视化场景联动方面尚未出现有效的研究成果。

发明内容

本发明提出一种太空观测域与实时三维可视化场景的联动方法，解决了现有技术中传统太空观测方法操作步骤复杂、人员维护成本高、实时性差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种太空观测域与实时三维可视化场景的联动方法，其方法步骤如下：

(1)基于三维可视化场景的太空观测域中观测目标和观测区域的摇操作

①启动三维可视化系统；

②通过识别观测目标定位指令确定观测目标，并在三维可视化场景中展示观测目标；

③计算当前时刻为跟踪观测目标观测设备应处的位置姿态信息，并将该位置姿态信息换算成对观测设备的控制指令；

④将上述控制指令下传至观测设备；

⑤根据观测设备反馈回的位置姿态信息确定观测设备是否定位完成；

⑥根据当前时刻计算下一时刻为跟踪观测目标观测设备应处的位置姿态信息，并将该位置姿态信息换算成对观测设备的控制指令；

⑦将上述控制指令下传至观测设备，实现太空观测域中对观测目标和观测区域的自动追踪；

(2)太空观测域中观测目标和观测区域与三维可视化场景的联动

①观测人员手动控制观测设备，观测设备将其当前的位置姿态信息上传至三维可视化系统；

②三维可视化系统根据当前时刻观测设备的位置姿态计算观测区域范围；

③在三维可视化场景中展示上述观测区域；