遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)和方法
【專利摘要】遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，該方法采用二維和三維結(jié)合的方法實時顯示月球探測器及其有效載荷的工作場景，利用星上實時下傳的月球探測器及其有效載荷的遙測數(shù)據(jù)來驅(qū)動三維場景里面月球探測器及其有效載荷的科學(xué)探測，并采用二維面板的方式在三維場景內(nèi)實時顯示月球探測器及其有效載荷的重要參數(shù)信息。以及一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的實時監(jiān)視系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠更加直觀的展現(xiàn)月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)，使工作人員能夠更方便的獲取月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)，為科學(xué)探測計劃的制定提供依據(jù)。
【專利說明】遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程監(jiān)視【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器 實時監(jiān)視系統(tǒng)和方法，用于對月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視。

【背景技術(shù)】
[0002] 嫦娥三號巡視器與著陸器分離后，在月面上進(jìn)行獨立探測。地面通過上行指令對 巡視器進(jìn)行控制，控制巡視器的行進(jìn)方向及巡視器上的有效載荷進(jìn)行科學(xué)探測。為了獲取 巡視器在月面上的探測情況，以監(jiān)視巡視器在月面上的工作情況，地面應(yīng)用系統(tǒng)實時獲取 從巡視器上下載的遙測數(shù)據(jù)，根據(jù)遙測數(shù)據(jù)判斷巡視器的工作狀態(tài)以及探測任務(wù)的完成情 況。一旦巡視器狀態(tài)參數(shù)超出范圍并可能導(dǎo)致危險或影響探測任務(wù)的完成時，地面能夠及 時調(diào)整巡視器的狀態(tài)，使巡視器及其有效載荷能夠在安全范圍內(nèi)工作。
[0003] 在嫦娥三號月面探測任務(wù)之前，我國執(zhí)行了嫦娥一號任務(wù)（CEl)和嫦娥二號任 務(wù)（CE2)，完成了對月面地形的初步探測，嫦娥一號和嫦娥二號均為繞月工程，對嫦娥一號 和嫦娥二號的監(jiān)視采用的是二維的監(jiān)視方。相比起一號和二號任務(wù)嫦娥三號任務(wù)更為復(fù) 雜，嫦娥三號巡視器擁有一定的獨立自主性（例如巡視器在行徑過程中會完成自主避障）， 其狀態(tài)參數(shù)數(shù)量比起嫦娥一號和二號更龐大，對其狀態(tài)的判定更復(fù)雜，因此僅采用二維監(jiān) 視的方法并不足以滿足對嫦娥三號巡視器的監(jiān)視，如何實時監(jiān)視巡視器及其有效載荷的狀 態(tài)，并直觀、清晰地呈現(xiàn)在地面監(jiān)視人員面前，就是迫切需要面對和解決的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供了一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時 監(jiān)視系統(tǒng)和方法，以實時顯示月球探測器上下傳的遙測數(shù)據(jù)，直觀、清晰地監(jiān)視所述月球探 測器及其有效載荷的狀態(tài)，并根據(jù)實時監(jiān)視的結(jié)果控制和調(diào)整載荷狀態(tài)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月 球探測器實時監(jiān)視方法，用于對月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視，包括 下列步驟：
[0006] 使用真實數(shù)據(jù)對所述月球探測器所處的三維場景進(jìn)行三維顯示的初始化；
[0007] 從接收到的關(guān)于所述月球探測器及其有效載荷的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述 月球探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)，其中所述關(guān)鍵動作參 數(shù)為反映所述月球探測器及其有效載荷運動情況的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)為表 明所述月球探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)；
[0008] 采用三維實時渲染的方式實時更新顯示所述月球探測器及其有效載荷的狀況。
[0009] 其中，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)采用浮動于三維場景里的半透明二維表格來顯示。
[0010] 其中，所述從接收到的關(guān)于所述月球探測器的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述地月 球探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括：
[0011] 地面服務(wù)器端接收來自于所述月球探測器的實時遙測數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實時遙測數(shù) 據(jù)幀格式進(jìn)行解幀，獲取所述實時遙測數(shù)據(jù)中所有的遙測參數(shù)；
[0012] 從所述解析出的遙測參數(shù)中提取出反映所述月球探測器及其有效載荷工作狀態(tài) 的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)組成新的數(shù)據(jù)塊；
[0013] 對所述數(shù)據(jù)塊進(jìn)行線性插值，將得到的數(shù)據(jù)生成一個新的驅(qū)動數(shù)據(jù)塊，發(fā)送給客 戶端。
[0014] 其中，所述服務(wù)器端采用socket通訊方式將數(shù)據(jù)傳遞給所述客戶端。
[0015] 其中，所述月球探測器為登月探測器，所處環(huán)境為月球表面，對月球的三維地形進(jìn) 行初始化的步驟中使用嫦娥一號、嫦娥二號或嫦娥三號獲取的月表地形圖像數(shù)據(jù)，包括進(jìn) 行空間攝影測量后解析的地形數(shù)字高程數(shù)據(jù)DEM和經(jīng)過幾何與光譜矯正后的地形影像數(shù) 據(jù) D0M。
[0016] 其中，制作月表地形數(shù)據(jù)使用開源軟件VPB的OS⑶EM工具，對范圍相同且分辨率 相同的DEM和DOM數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，生成相應(yīng)的IVE格式的月表三維地形文件。
[0017] 作為本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供了一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時 監(jiān)視系統(tǒng)，用于對月球探測器及具有效載荷的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視，包括：
[0018] 使用真實數(shù)據(jù)對所述月球探測器所處的三維場景進(jìn)行初始化的裝置；
[0019] 從接收到的關(guān)于所述月球探測器及其有效載荷的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述 月球探測器工作狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的裝置，其中所述關(guān)鍵動作參數(shù)為反 映所述月球探測器運動情況的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)為表明所述月球探測器工 作狀態(tài)的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)；
[0020] 采用三維實時渲染的方式實時更新顯示所述月球探測器及其有效載荷狀況的顯 示裝置。
[0021] 其中，所述關(guān)鍵動作參數(shù)用來驅(qū)動所述顯示裝置中的三維實時場景運行。
[0022] 其中，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)采用浮動于三維場景里的半透明二維表格來顯示。
[0023] 從上述技術(shù)方案可看出，本發(fā)明對星上下傳的月球探測器遙測參數(shù)進(jìn)行了提取， 僅顯示與月球探測器工作狀態(tài)密切相關(guān)的重要參數(shù)，能夠更清楚的展示月球探測器的工作 狀態(tài)，同時提高客戶端的顯示效率；本發(fā)明使用三維和二維結(jié)合的方法展示了月球探測器 的工作狀態(tài)，比起純二維的顯示方式，能夠更加直觀的展示月球探測器的月面工作狀態(tài)。根 據(jù)本發(fā)明的方法，可以實時、全面、直觀的監(jiān)視月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)，根據(jù) 實時監(jiān)視的結(jié)果，及時調(diào)整月球探測器及其有效載荷的探測計劃。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)/方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架 圖。

【具體實施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026] 本發(fā)明適用于對月球探測器及其有效載荷的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，為了描述的 方便，本發(fā)明以嫦娥三號巡視器（"玉兔號"）的監(jiān)視過程為例對月球探測器的實時遙測控 制方法進(jìn)行具體闡述。
[0027] 嫦娥三號巡視器的遙測參數(shù)中包含了巡視器及其有效載荷的各個部件的工作參 數(shù)、能夠反映巡視器及其有效載荷的位置姿態(tài)及溫度等狀態(tài)參數(shù)，巡視器及其有效載荷相 關(guān)的遙測參數(shù)有近千個，種類和數(shù)量繁多，為了提高客戶端三維實時顯示的效率及增加可 判讀性，本發(fā)明對遙測參數(shù)進(jìn)行了篩選，僅提取其中能夠判斷巡視器及其有效載荷工作狀 態(tài)相關(guān)的參數(shù)（約100個）作為驅(qū)動數(shù)據(jù)，考慮顯示的直觀性和方法實現(xiàn)的便捷性，本發(fā)明 將這些參數(shù)分為以下兩類：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，用于對月球探測器及其有效載荷的 工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視，包括下列步驟： 使用真實數(shù)據(jù)對所述月球探測器所處的H維場景進(jìn)行H維顯示的初始化； 從接收到的關(guān)于所述月球探測器及其有效載荷的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述月球 探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)，其中所述關(guān)鍵動作參數(shù)為 反映所述月球探測器及其有效載荷運動情況的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)為表明所 述月球探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)； 采用H維實時撞染的方式實時更新顯示所述月球探測器及其有效載荷的狀況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，其中所述關(guān)鍵狀 態(tài)參數(shù)采用浮動于H維場景里的半透明二維表格來顯示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，其中所述從接收 到的關(guān)于所述月球探測器的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述月球探測器及其有效載荷工作 狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括： 地面服務(wù)器端接收來自于所述月球探測器的實時遙測數(shù)據(jù)，根據(jù)所述實時遙測數(shù)據(jù)峽 格式進(jìn)行解峽，獲取所述實時遙測數(shù)據(jù)中所有的遙測參數(shù)； 從所述解析出的遙測參數(shù)中提取出反映所述月球探測器及其有效載荷工作狀態(tài)的關(guān) 鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)組成新的數(shù)據(jù)塊； 對所述數(shù)據(jù)塊進(jìn)行線性插值，將得到的數(shù)據(jù)生成一個新的驅(qū)動數(shù)據(jù)塊，發(fā)送給客戶端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，其中所述服務(wù)器 端采用socket通訊方式將數(shù)據(jù)傳遞給所述客戶端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，其中所述月球探 測器為登月探測器，所處環(huán)境為月球表面，對月球的H維地形進(jìn)行初始化的步驟中使用錦 娥一號、錦娥二號或錦娥H號獲取的月表地形圖像數(shù)據(jù)，包括進(jìn)行空間攝影測量后解析的 地形數(shù)字高程數(shù)據(jù)DEM和經(jīng)過幾何與光譜矯正后的地形影像數(shù)據(jù)D0M。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視方法，其中制作月表地 形數(shù)據(jù)使用開源軟件Vro的0SGDEM工具，對范圍相同且分辨率相同的DEM和D0M數(shù)據(jù)進(jìn)行 加工，生成相應(yīng)的IVE格式的月表H維地形文件。
7. -種遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)，用于對月球探測器及其有效載荷的 工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視，包括： 使用真實數(shù)據(jù)對所述地月球探測器所處的H維場景進(jìn)行初始化的裝置； 從接收到的關(guān)于所述月球探測器及其有效載荷的實時遙測數(shù)據(jù)中提取反映所述月球 探測器工作狀態(tài)的關(guān)鍵動作參數(shù)和關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的裝置，其中所述關(guān)鍵動作參數(shù)為反映所 述月球探測器運動情況的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)，所述關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)為表明所述月球探測器工作狀 態(tài)的預(yù)設(shè)關(guān)鍵參數(shù)； 采用H維實時撞染的方式實時更新顯示所述月球探測器及其有效載荷狀況的顯示裝 置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述關(guān)鍵動 作參數(shù)用來驅(qū)動所述顯示裝置中的H維實時場景運行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的遙測數(shù)據(jù)驅(qū)動的月球探測器實時監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述關(guān)鍵狀 態(tài)參數(shù)采用浮動于H維場景里的半透明二維表格來顯示。
【文檔編號】G07C3/00GK104464015SQ201410525701
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】張曉霞, 任鑫, 劉建軍, 張鵬, 高興燁, 鄒小端, 嚴(yán)韋, 李春來 申請人:中國科學(xué)院國家天文臺