(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111462302.7 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 中国西安 卫星测控中心 地址 710043 陕西省西安市新城区咸宁东 路462号 (72)发明人 席涛　马宏　淡鹏　王丹　邰能建　 戴湘军　高亚瑞玺 　郭志　刘奇　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 刘娜 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于球面矢量的再入返回航天器散布区域 面积计算方法 (57)摘要 本发明公开了基于球面矢量的再入返回航 天器散布区域面积计算方法， 具体为： 首先， 设定 再入飞行区域边界球面多边形和指定目标区域 球面多边形； 对再入飞行区域、 指定的目标区域 的球面多边形进行球面三角面片划分； 遍历再入 飞行区域边界球面多边形所分割的各个三角形， 对每一个面片， 计算其与指定目标区域球面多边 形所分割的各个三角面片的相交部分有向球面 面积； 最后对 各个三角形相交面积进行累加得到 两个多边形相交部分面积， 即为再入飞行可达区 域进入指定目标区域的面积。 本发 明的方法考虑 了球面形状， 且直接将计算过程建立在球面之 上， 而非传统的平面投影上； 另外， 该面积计算方 法耗时短、 过程简洁。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114398715 A 2022.04.26 CN 114398715 A 1.基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方法， 其特征在于， 具体按照以 下步骤实施： 步骤1， 设定再入飞行区域边界球面多边形和指定目标区域球面多边形， 以逆时针排列 的一系列点 来表示球面多边形； 步骤2， 对再入飞行区域、 指定的目标区域的球面多边形进行球面 三角面片划分； 步骤3， 遍历再入飞行区域边界球面多边形所分割的各个三角形， 对每一个面片， 计算 其与指定目标区域球面多边形 所分割的各个三角面片的相交部分有向球面 面积； 步骤4， 对步骤3所遍历计算的各个三角形相交面积进行累加得到两个多边形相交部分 面积， 即为再入飞行 可达区域进入指定目标区域的面积。 2.根据权利要求1所述的基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方法， 其 特征在于， 所述 步骤2中， 具体为： 对球面多边形， 以选择的基准点为一个顶点， 逆时针方向遍历其它顶点， 每两个相邻的 点与基准 点组成一个三角形， 这样就将球面多边形划分成了多个 球面三角形。 3.根据权利要求1所述的基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方法， 其 特征在于， 所述 步骤3中， 具体为： 对飞行区域边界球面多边形中一个三角面片ΔA0AiAi+1， 首先判定该面片的正负号， 符 号记作SignAi， 若为负值， 则交换Ai与Ai+1坐标， 形成临时三角形， 若为非负数， 则直接作为临 时三角形； 同样对目标区域球面多边形中一个三角面片ΔB0BjBj+1， 其符号记为SignBj， 使用 上述方法形成第二个临时三角形； 然后计 算两个临时三角形相交部分面积， 记作Sij， 则两个 三角面片相交部分有向面积为： F(ΔA0AiAi+1,ΔB0BjBj+1)＝SignAi×SignBj×Sij。 4.根据权利要求3述的基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤4中， 两个多边形相交部分面积的计算公式为： 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114398715 A 2基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方 法 技术领域 [0001]本发明属于航天测控技术领域， 具体涉及基于球面矢量的再入返回航天器散布区 域面积计算方法。 背景技术 [0002]在航天器升力式或弹道式返回地球过程中， 常常需要计算其落点散布范围、 飞行 可达区域等参数。 为了评估 再入返回航天器飞行区域进入某个特定范围(例如国境线)内的 情况， 需要计算飞行 可达区域在预 先选定的落点范围(落区)内部分的面积。 [0003]目前传统的再入目标区域面积计算， 多采用基于二维平面地图的运算方法， 这种 方法的最大弊端在于其忽略了平面图形的失真对计算结果造成的影响， 即未考虑球面形状 时产生的面积误差过大问题， 一般来说平面地图越靠近两 极， 面积误差越大。 同时航 天器地 面飞行区域有时范围较广， 对计算的时效性要求较高， 为此需要设计一种考虑球面形状的、 时效性高的计算方法。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算方法， 该 面积计算方法耗时短、 过程简洁。 [0005]本发明所采用的技术方案是， 基于球面矢量的再入返回航天器散布区域面积计算 方法， 具体按照以下步骤实施： [0006]步骤1， 设定再入飞行区域边界球面多边形和指定目标区域球面多边形， 以逆时针 排列的一系列点 来表示球面多边形； [0007]步骤2， 对再入飞行区域、 指定的目标区域的球面多边形进行球面 三角面片划分； [0008]步骤3， 遍历再入飞行区域边界球面多边形所分割的各个三角形， 对每一个面片， 计算其与指定目标区域球面多边形 所分割的各个三角面片的相交部分有向球面 面积； [0009]步骤4， 对步骤3所遍历计算的各个三角形相交面积进行累加得到两个多边形相交 部分面积， 即为再入飞行 可达区域进入指定目标区域的面积。 [0010]本发明的特点还在于， [0011]步骤2中， 具体为： [0012]对球面多边形， 以选择的基准点为一个顶点， 逆时针方向遍历 其它顶点， 每两个相 邻的点与基准 点组成一个三角形， 这样就将球面多边形划分成了多个 球面三角形。 [0013]步骤3中， 具体为： [0014]对飞行区域边界球面多边形中一个三角面片ΔA0AiAi+1， 首先判定该面片的正负 号， 符号记作SignAi， 若为负值， 则交换Ai与Ai+1坐标， 形成临时三角形， 若为非负数， 则直接 作为临时三角形； 同样对目标区域球面多边形中一个三角面片ΔB0BjBj+1， 其符号记为 SignBj， 使用上述方法形成第二个 临时三角形； 然后计算两个临时三角形相交部分面积， 记 作Sij， 则两个三角面片相交部分有向面积为：说　明　书 1/4 页 3 CN 114398715 A 3