基于载体轨迹的仿真显示方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于载体轨迹的仿真显示方法及装置

【技术实现步骤摘要】
基于载体轨迹的仿真显示方法及装置


[0001]本专利技术涉及卫星导航仿真领域，具体而言，涉及一种基于载体轨迹的仿真显示方法及装置
。

技术介绍

[0002]相关技术中，在卫星导航仿真领域，仿真状态的显示中，通常包含对载体运动状态的显示，以直观展示出当前信号所对应的载体位置及姿态信息
。
常规做法是在平面图像中以质点来代替载体实体进行显示，并且以一系列连续的点及线段来描述载体运动轨迹，以文字或仪表盘图像的形式展示载体的运动姿态，如航向角度
、
横滚角度
、
俯仰角度等
。
这在一定程度上为仿真过程中的载体的整体状态监控提供了可视化的操作界面，使仿真信号与其所对应的当前载体位置姿态信息能够一一对应
。
而对于天线方向图的展示，则是独立于载体的，这使得运动过程中天线方向图与载体显示存在图像分离，天线方向图的展示不够直观
。
[0003]相关技术中，以质心代表载体进行位置
、
姿态
、
以及运动轨迹的显示，固然在图像处理上简单易行，但实际上，信号仿真的是载体接收天线接收到的信号情况，以载体质心笼统的描述整个信号的接收部分，在高要求高精度的仿真中是不可取的
。
不结合天线的单独载体运动显示，只是质点代表的二维平面图，不能显示六自由度，仅仅只显示线运动，角运动信息并不是直观获取
。
对于载体运动状态的实时展示，仅仅显示由质点代表的二维平面轨迹图或姿态图已经无法满足要求
。
[0004]针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种基于载体轨迹的仿真显示方法及装置
。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于载体轨迹的仿真显示方法，包括：创建三维场景，识别仿真载体的载体类型和所述仿真载体的天线类型；根据所述载体类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的载体三维模型，根据所述天线类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的天线三维模型；根据天线方向图的样本数据生成天线方向图模型，其中，天线方向图模型包括多个方位，每个方位上的数据值用于表征信号强度；对所述仿真载体进行轨迹仿真，获取所述仿真载体在仿真过程中的实时状态数据；根据所述实时状态数据更新所述载体三维模型在所述三维场景中的第一显示界面，根据所述实时状态数据和天线安装参数分别更新所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的第二显示界面和第三显示界面
。
[0007]进一步，获取所述仿真载体在仿真过程中的实时状态数据包括：获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数，其中，所述实时运动参数包括：实时位置数据和实时姿态数据；将所述实时运动参数从地球坐标系转换至所述三维场景下的
XYZ
坐标系，得到实时状态数据
。
[0008]进一步，在获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数之后，所述方法还包括：采用所述实时姿态数据乘以天线相对于所述仿真载体的安装姿态矩阵，得到中间数据；采用所述中间数据乘以所述仿真载体相对于导航系的旋转矩阵，得到天线的当前姿态数据；采用所述当前姿态数据分别设置所述天线三维模型和所述天线方向图模型的旋转参数
。
[0009]进一步，在根据所述实时状态数据和天线安装参数分别更新所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的第二显示界面和第三显示界面之后，所述方法还包括：检测人机交互设备触发的视角切换指令，其中，所述视角切换指令用于指示切换至目标视角；基于所述目标视角的自由度分别调整所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的朝向和姿态
。
[0010]进一步，创建三维场景包括：初始化显示基础三维场景；通过数字高程模型
DEM
和正射影像数据对所述基础三维场景进行拉伸渲染，得到三维地形，并将所述三维地形的属性信息配置为刚体
。
[0011]进一步，根据天线方向图的样本数据生成天线方向图模型包括：获取
M*N
维的样本数据，其中，
M
‑1代表球面空间横向的采样步数，
N
‑1代表球面空间纵向的采样步数；对所述样本数据进行插值和拟合，得到第一数据集；以所述第一数据集中每一个方位上的数据值乘以比例因子，并叠加预设半径，得到第二数据集；采用冷暖色系模型配置所述第二数据集中每一个方位上的数据值，得到每一个方位上的颜色子模型；组合所有方位上的颜色子模型，得到天线方向图模型
。
[0012]进一步，对所述仿真载体进行轨迹仿真包括：在所述三维场景中选择起始点，并设置起始点运动参数；选择所述仿真载体的多个轨迹模型，并分别设置每个轨迹模型的运动参数，对所述多个轨迹模型进行组合，得到轨迹模型序列；设置仿真速度，其中，所述仿真速度用于表征仿真时间还原真实时间的比例；根据所述起始点运动参数和所述轨迹模型序列实时输出所述仿真载体当前仿真时刻在导航坐标系下的线运动数据
、
角运动数据
、
以及仿真异常信息，其中，所述导航坐标系包括：地心地固坐标系
、
当地导航坐标系
、
以及载体坐标系
。
[0013]根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种基于载体轨迹的仿真显示装置，包括：处理模块，用于创建三维场景，识别仿真载体的载体类型和所述仿真载体的天线类型；加载模块，用于根据所述载体类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的载体三维模型，根据所述天线类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的天线三维模型；生成模块，用于根据天线方向图的样本数据生成天线方向图模型，其中，天线方向图模型包括多个方位，每个方位上的数据值用于表征信号强度；仿真模块，用于对所述仿真载体进行轨迹仿真，获取所述仿真载体在仿真过程中的实时状态数据；显示模块，用于根据所述实时状态数据更新所述载体三维模型在所述三维场景中的第一显示界面，根据所述实时状态数据和天线安装参数分别更新所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的第二显示界面和第三显示界面
。
[0014]进一步，所述仿真模块包括：获取单元，用于获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数，其中，所述实时运动参数包括：实时位置数据和实时姿态数据；转换单元，用于将所述实时运动参数从地球坐标系转换至所述三维场景下的
XYZ
坐标系，得到实时状态数
据
。
[0015]进一步，所述仿真模块还包括：获取单元，用于在所述获取单元获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数之后，采用所述实时姿态数据乘以天线相对于所述仿真载体的安装姿态矩阵，得到中间数据；第一运算单元，用于采用所述中间数据乘以所述仿真载体相对于导航系的旋转矩阵，得到天线的当前姿态数据；第二运算单元，用于采用所述当前姿态数据分别设置所述天线三维模型和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于载体轨迹的仿真显示方法，其特征在于，包括：创建三维场景，识别仿真载体的载体类型和所述仿真载体的天线类型；根据所述载体类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的载体三维模型，根据所述天线类型在所述三维场景中加载所述仿真载体的天线三维模型；根据天线方向图的样本数据生成天线方向图模型，其中，所述天线方向图模型包括多个方位，每个方位上的数据值用于表征信号强度；对所述仿真载体进行轨迹仿真，获取所述仿真载体在仿真过程中的实时状态数据；根据所述实时状态数据更新所述载体三维模型在所述三维场景中的第一显示界面，根据所述实时状态数据和天线安装参数分别更新所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的第二显示界面和第三显示界面；其中，对所述仿真载体进行轨迹仿真包括：在所述三维场景中选择起始点，并设置起始点运动参数；选择所述仿真载体的多个轨迹模型，并分别设置每个轨迹模型的运动参数，对所述多个轨迹模型进行组合，得到轨迹模型序列；设置仿真速度，其中，所述仿真速度用于表征仿真时间还原真实时间的比例；根据所述起始点运动参数和所述轨迹模型序列实时输出所述仿真载体当前仿真时刻在导航坐标系下的线运动数据
、
角运动数据
、
以及仿真异常信息，其中，所述导航坐标系包括：地心地固坐标系
、
当地导航坐标系
、
以及载体坐标系
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述仿真载体在仿真过程中的实时状态数据包括：获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数，其中，所述实时运动参数包括：实时位置数据和实时姿态数据；将所述实时运动参数从地球坐标系转换至所述三维场景下的
XYZ
坐标系，得到实时状态数据
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获取所述仿真载体在仿真过程中的实时运动参数之后，所述方法还包括：采用所述实时姿态数据乘以天线相对于所述仿真载体的安装姿态矩阵，得到中间数据；采用所述中间数据乘以所述仿真载体相对于导航系的旋转矩阵，得到天线的当前姿态数据；采用所述当前姿态数据分别设置所述天线三维模型和所述天线方向图模型的旋转参数
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述实时状态数据和天线安装参数分别更新所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的第二显示界面和第三显示界面之后，所述方法还包括：检测人机交互设备触发的视角切换指令，其中，所述视角切换指令用于指示切换至目标视角；基于所述目标视角的自由度分别调整所述天线三维模型和所述天线方向图模型在所述三维场景中的朝向和姿态
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，创建三维场景包括：初始化显示基础三维场景；
通过数字高程模型
DEM
和正射影像数据对所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：简博宇，聂莹，蒋鑫，李素姣，
申请(专利权)人：长沙北斗产业安全技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：