[发明专利]高度信息增强墨卡托地图的三维空间态势表征方法和装置

说明书

本申请涉及一种高度信息增强墨卡托地图的三维空间态势表征方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：通过获取墨卡托投影地图数据，以墨卡托投影地图为XY平面建立经纬高等距投影直角坐标系，形成空间态势三维表征空间，直接获取或通过预设公式计算得到待表征物在地理坐标系的经度值、纬度值和高度值，再通过预设的换算关系得到待表征物在经纬高等距投影直角坐标系的经度方向等距投影坐标值和纬度方向等距投影坐标值，并设置高度值，采用可视化技术在空间态势三维表征空间中绘制待表征物。本发明可避免因高度缺失带来的航天器间远近关系错觉，特别是在表现同步轨道航天器间、航天器地面间关系方面具有很好的效果。

技术领域

本申请涉及空间态势三维表征技术领域，特别是涉及一种高度信息增强墨卡托地图的三维空间态势表征方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

空间态势涉及人造卫星、太阳、月球等空间运动实体，测控站、船、车等地面实体，飞机等空中运动实体，以及实体间的空间几何关系与变化情况。由于人造卫星、太阳、月球的运动尺度远大于人类肉眼观测的范畴，选择恰当的坐标系与投影关系，通过计算机可视化技术将空间态势涉及的实体及相互关系进行直观展示，是航天任务设计与运营人员获取空间态势表征的重要途径。

传统空间态势三维表现方式往往以三维数字地球为背景，在地球固连直角坐标系或地球惯性直角坐标系中展示空间、地面实体的运行状态与相互关系。虽然该种表现形式，可以直观表示空间实体的三维空间运动情况，以及空间位置较近的实体间的相互关系，但是存在以下不足：由于地球位于视场中心并往往占有较大视场比例，视场中经常存在关注对象被地球遮挡的情况，需要频繁切换视角；无法在同一视场中直观地表现经度间隔较大的多个空间实体的关系；因为表示地面测控站、船、车位置的常用参数为经纬度，与空间直角坐标间是非线性关系，传统三维态势表现空间实体与地面实体间关系时，会带来观察者额外的思考与思维转换，表现直观性下降。

传统二维空间态势表现方式以墨卡托投影地图为背景，以图标与轨迹线结合的形式直观表现空间实体的星下点经纬度变化情况，以及星下点与地面实体的关系。由于该种表现形式没有引入高度信息，只能显示空间实体随经纬度的变化情况，在两空间实体经纬度相近但高度差较大时，给人以相距很近的错觉，不利于观察者准确把握空间态势信息。

因此，现有技术存在适用性不佳的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够改进空间态势表征适用性的高度信息增强墨卡托地图的三维空间态势表征方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种高度信息增强墨卡托地图的三维空间态势表征方法，所述方法包括：

获取墨卡托投影地图数据，以所述墨卡托投影地图为XY平面建立经纬高等距投影直角坐标系，形成空间态势三维表征空间；

获取所述待表征物在地理坐标系的经度值、纬度值和高度值，或根据所述待表征物在地固系的位置坐标通过预设公式计算得到所述待表征物在地理坐标系的经度值、纬度值和高度值；

根据所述地理坐标系的所述经度值、所述纬度值，通过预设的换算关系得到所述待表征物在所述经纬高等距投影直角坐标系的经度方向等距投影坐标值和纬度方向等距投影坐标值，判断所述高度值是否大于预设的经纬高等距投影直角坐标系高度上限，若大于所述高度上限，则将高度值设为所述高度上限；

根据所述经度方向等距投影坐标值、所述纬度方向等距投影坐标值和所述高度值，通过可视化技术在所述空间态势三维表征空间中绘制所述待表征物。

在其中一个实施例中，还包括：获取墨卡托投影地图数据，以所述墨卡托投影地图为XY平面，以赤道上地面零经度点为坐标原点O，以经度方向为X轴方向，以纬度方向为Y轴方向，以高度方向为Z轴方向，建立经纬高等距投影直角坐标系，形成空间态势三维表征空间。