一种天球映射方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及天文可视化技术领域，特别涉及一种天球映射方法及装置。
【背景技术】
[0002]天文科学模拟算法用来计算各种天体的位置，并显示在三维空间的同一个坐标系中。但在天文可视化领域，经常会涉及到各种超远距离的天体。超远距离是一个相对的概念，是指超出当前坐标系尺度范围的距离。在天文计量单位中，I光年=63239.8天文单位=9.4605536X 10~ 12公里。在行星际空间以天文单位为计量单位时，则数光年外即为超远距离；而在近地空间，以公里为计量单位时，数个天文单位也属于超远距离。当涉及到超远距离的天文尺度时，天文科学模拟算法无法在可视化过程中采用直接定位的方式，甚至某些超远距离的天文尺度会超出大部分三维软件的数值范围，因此需要一种新的算法进行更精确的模拟。
[0003]绝大部分天文软件主要以观星功能为主，因此仅需按照地球所在位置的静态视角将天体映射到一个静态的天球上。因此提出一种静态天球映射方法，其主要步骤是先计算该天体以地球为坐标系原点的实际三维坐标，算出它的方位角和高度角，再根据球面天文学算法将其映射到固定半径的天球上。静态天球映射算法适用范围有限，仅用于显示地球附近的静态星空，观察者和恒星都没有发生位移。因此无法显示其余观察点方位的星空，也无法兼顾星际飞行过程中天体相对观察者位置变化的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种天球映射方法，可以显示不同观察点方位上的天体，同时兼顾天体相对观察者位置变化的问题。该方法包括:
[0005]实时计算天体与观察者的距离；
[0006]根据天体与观察者的距离确定天体在动态天球上的映射距离；所述动态天球的球心为观察者，所述动态天球的外径为指定的最远距离，所述动态天球的内径为指定的最近距离；
[0007]根据所述天体在动态天球上的映射距离确定天体在动态天球上的映射坐标；
[0008]根据天体在动态天球上的映射坐标，在所述动态天球上显示所述天体。
[0009]在一个实施例中，还包括:
[0010]根据天体的绝对星等，计算所述天体相对观察者当前位置的视星等；
[0011]根据视星等确定所述天体的亮度和尺寸；
[0012]在所述动态天球上显示所述天体的亮度和尺寸。
[0013]在一个实施例中，实时计算天体与观察者的距离时，将所述天体与观察者的距离变换为指数表达形式。
[0014]在一个实施例中，所述根据天体与观察者的距离确定天体在动态天球上的映射距离，包括:
[0015]当天体与观察者的距离大于指定的最远距离时，所述天体在动态天球上的映射距离为最远距离；当天体与观察者的距离小于指定的最近距离时，所述天体在动态天球上的映射距离为实际距离；当天体与观察者的距离介于指定的最远距离和指定的最近距离之间时，根据插值算法计算所述天体在动态天球上的映射距离。
[0016]在一个实施例中，所述根据所述天体在动态天球上的映射距离确定天体在动态天球上的映射坐标，包括:
[0017]根据球面坐标系的算法，由天体的实际三维坐标，计算所述天体相对于观察者的方位角和高度角；
[0018]根据所述天体在动态天球上的映射距离，和计算得到的所述方位角和高度角，确定所述天体在动态天球上的映射坐标。
[0019]在一个实施例中，所述根据天体的绝对星等，计算天体相对观察者当前位置的视星等，具体按照如下公式计算:
[0020]m = M-5.0*logl0 (32.616/D)；
[0021]其中，m为视星等；
[0022]M为绝对星等；
[0023]D为天体与观察者的距离。
[0024]本发明实施例还提供了一种天球映射装置，可以显示不同观察点方位上的天体，同时兼顾天体相对观察者位置变化的问题。该装置包括:
[0025]天体距离确定模块，用于实时计算天体与观察者的距离；
[0026]映射距离确定模块，用于根据天体与观察者的距离确定天体在动态天球上的映射距离；所述动态天球的球心为观察者，所述动态天球的外径为指定的最远距离，所述动态天球的内径为指定的最近距离；
[0027]映射坐标确定模块，用于根据所述天体在动态天球上的映射距离确定天体在动态天球上的映射坐标；
[0028]天体显示模块，用于根据天体在动态天球上的映射坐标，在所述动态天球上显示所述天体。
[0029]在一个实施例中，还包括:
[0030]视星等确定模块，用于根据天体的绝对星等，计算所述天体相对观察者当前位置的视星等；
[0031]亮度和尺寸确定模块，用于根据视星等确定所述天体的亮度和尺寸；
[0032]亮度和尺寸显示模块，用于在所述动态天球上显示所述天体的亮度和尺寸
[0033]在一个实施例中，实时计算天体与观察者的距离时，将所述天体与观察者的距离变换为指数表达形式。
[0034]在一个实施例中，所述映射距离确定模块具体按照如下方式根据天体与观察者的距离确定天体在动态天球上的映射距离:
[0035]当天体与观察者的距离大于指定的最远距离时，所述天体在动态天球上的映射距离为最远距离；当天体与观察者的距离小于指定的最近距离时，所述天体在动态天球上的映射距离为实际距离；当天体与观察者的距离介于指定的最远距离和指定的最近距离之间时，根据插值算法计算所述天体在动态天球上的映射距离。
[0036]在一个实施例中，所述映射坐标确定模块具体按照如下方式根据所述天体在动态天球上的映射距离确定天体在动态天球上的映射坐标:
[0037]根据球面坐标系的算法，由天体的实际三维坐标，计算所述天体相对于观察者的方位角和高度角；
[0038]根据所述天体在动态天球上的映射距离，和计算得到的所述方位角和高度角，确定所述天体在动态天球上的映射坐标。
[0039]在一个实施例中，所述视星等确定模块具体按照如下公式计算天体相对观察者当前位置的视星等:
[0040]m = M-5.0*logl0 (32.616/D)；
[0041]其中，m为视星等；
[0042]M为绝对星等；
[0043]D为天体与观察者的距离。
[0044]在本发明实施例中，通过天体与观察者的距离可以确定天体在动态天球上的映射距离，根据天体的映射距离可以确定天体在动态天球上的映射坐标，从而根据映射坐标可以在动态天球上显示该天体，通过本发明方法可以达到如下有益效果:在动态天球上可以显示不同观察点方位上的天体，同时该方法可以兼顾天体相对观察者位置变化的问题。
【附图说明】
[0045]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0046]图1是本发明实施例提供的一种天球映射方法流程图；
[0047]图2是本发明实施例提供的一种天球映射装置结构示意图；
[0048]图3是本发明实施例提供的一种天体映射到动态天球上的效果示意图；
[0049]图4是本发明实施例提供的一种观察者移动后天体映射到动态天球上的效果示意图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0051 ] 在天文可视化领域，现有的通过静态天球映射方法将天体映射到以地球为坐标系原点的实际三维坐标中。静态天球映射方法适用范围有限，仅用于显示地球附近的静态星空，观察者和恒星都没有发生位移。因此无法显示其余观察点方位的星空，也无法兼顾星际飞行过程中天体相对观察者位置变化的问题。如果可以提出一种即可以显示不同观察点方位的天体，同时还可以兼顾天体相对观察者位置变化的问题的天球映射方法，就可以解决现有技术中存在的问题。基于此，本发明提出一种天球映射方法。
[0052]图1是本发明实施例提供的一种天球映射方法流程图，如图1所示，该方法包括:
[0053]步骤101:实时计算天体与观察者的距离；
[0054]步骤102:根据天体与观察者的距离确定天体在动态天球上的映射距离；所述动态天球的球心为观察者，所述动态天球的外径为指定的最远距离，所述动态天球的内径为指定的最近距离；
[0055]步骤103:根据所述天体