Skip to content

Latest commit

 

History

History
133 lines (110 loc) · 9.55 KB

README.md

File metadata and controls

133 lines (110 loc) · 9.55 KB
Raw

License: MIT

Paraview Orbit Visualization

Описание

Шаблон проекта ParaView для трёхмерной визуализации баллистической информации (траектории космических аппаратов, области видимости, Земля). Единицы измерения - километры. На данный момент доступна только сферическая фигура Земли (эллипсоид в процессе проработки).

  • ParaviewOrbit.pvsm - файл проекта ParaView 5.10.1, Windows 10.
    • TextureMaptoSphere1 - текстура Земли
    • EquatorDisk - условный диск экватора (Disk Source)
    • GreenwichDisk - условный диск гринвичского меридиана (Disk Source)
    • LatGrid_ProgrammableSource - скрипт для отображения сетки координат по широте
    • LonGrid_ProgrammableSource - скрипт для отображения сетки координат по долготе
    • GroundStation - обозначение наземного пункта (Sphere Source)
    • ConeOfView - поле обзора наземного пункта (Cone Source)
    • TableToPoints - фильтр, визуализирующий таблицу с точками траектории как цепочку точек
    • TableToTrajectoryFilter - фильтр, визуализирующий таблицу с точками траектории как линию (Programmable Filter)
  • 8k_earth_daymap.jpg - текстура Земли в равнопромежуточной картографической проекции (Equirectangular projection), источник commons.wikimedia.org
  • latitude_grid_source.py - файл кода Python для LatGrid_ProgrammableSource
  • longitude_grid_source.py - файл кода Python для LonGrid_ProgrammableSource
  • orbit_iss.txt - файл с точками траектории без привязки к параметрам какого-то конкретного КА
  • table_to_trajectory_filter.py- файл кода Python для TableToTrajectoryFilter

Инструкция

1. Отображение траектории

  1. Загрузить файл, содержащий ранее полученные точки траектории спутника, в проект (File → Open). Файл в любом формате, который может распарсить ParaView (CSV, TXT и др.).
  2. Для визуализации точек траектории
  • выбрать загруженную таблицу данных (п.1) в дереве проекта,
  • назначить ей фильтр TableToPoints, в котором задать размер и цвет точек, цвет, прозрачность, и другие параметры отображения.
  1. Для отображения линии или трубки траектории
  • выбрать загруженную таблицу данных (п.1) в дереве проекта,
  • назначить ей фильтр ProgrammableFilter,
  • в поле Script в настройках фильтра ввести код из файла table_to_trajectory_filter.py.

2. Отображение наземного пункта и зоны видимости

  1. Создать точку (Sources → Sphere) с геоцентрическими координатами наземной станции в АГСК. Для сферической Земли координаты рассчитываются на основе широты и долготы: 
    from math import sin, cos, radians
EARTH_RADIUS_KM = 6371.0
latitude_deg = ...
longitude_deg = ...
x = EARTH_RADIUS_KM * cos(radians(longitude_deg)) * cos(radians(latitude_deg))
y = EARTH_RADIUS_KM * sin(radians(longitude_deg)) * cos(radians(latitude_deg))
z = EARTH_RADIUS_KM * sin(radians(latitude_deg))
  2. Создать конус зоны видимости (Sources → Cone)
  • задать ему Height и Radius в соответствии с шириной (углом) поля обзора,
  • задать тройку смещений Center: [Height/2, 0, 0],
  • задать Direction [-1, 0, 0],
  • задать в Translation те же координаты, которые указывались при создании сферы - наземного пункта,
  • задать в Orientation [0, -широта, долгота].

3. Настройка окружения

  1. Для загрузки другой текстуры Земли выбрать в дереве проекта элемент TextureMaptoSphere1, в расширенных настройках Lightning -> Texture выбрать свой файл текстуры. Для корректного отображения
  • текстура должна отображать поверхность Земли в равнопромежуточной картографической проекции (Equirectangular projection),
  • в расширенных настройках элемента TextureMaptoSphere1 в разделе Properties выключить Prevent Seam,
  • в расширенных настройках элемента TextureMaptoSphere1 в разделе Lightning выставить включить Seamless U.
  • Открытые текстуры Земли можно найти на
  1. Для включения/выключения плоскости экватора и гринвичского меридиана нажать на "глаз" в дереве проекта (Pipeline browser).

Description

ParaView template project for orbital 3D data visualization (spacecraft orbits, trajectory points, ground stations, fields of view, Earth). Distance units - kilometers. Only spherical Earh is presented by now (ellipsoid is in progress).

  • ParaviewOrbit.pvsm - ParaView project file (Paraview 5.10.1, Windows 10).
    • TextureMaptoSphere1 - Earth texture
    • EquatorDisk - visible equator plane (Disk Source)
    • GreenwichDisk - visible greenwich meridian plane (Disk Source)
    • LatGrid_ProgrammableSource - python script for latitudes grid display (Programmable Source)
    • LonGrid_ProgrammableSource - python script for longitude grid display (Programmable Source)
    • GroundStation - ground station mark (Sphere Source)
    • ConeOfView - ground station cone of view (Cone Source)
    • TableToPoints - filter for display table data as points
    • TableToTrajectoryFilter - filter for display table data as polyline/trajectory (Programmable Filter)
  • 8k_earth_daymap.jpg - Earth texture in equirectangular projection, source commons.wikimedia.org
  • latitude_grid_source.py - python code for LatGrid_ProgrammableSource
  • longitude_grid_source.py - python code for LonGrid_ProgrammableSource
  • orbit_iss.txt - some random spacecraft trajectory points just for example
  • table_to_trajectory_filter.py- python code for TableToTrajectoryFilter

Manual

1. Trajectory visualization

  1. Open trajectory data file (File → Open) in any format ParaView can parse (CSV, TXT and oth.).
  2. To show trajectory as chain of points
  • select loaded table in project tree,
  • apply TableToPoints filter, setup point size, color, transparancy and other display settings.
  1. To show trajectory as line
  • select loaded table in project tree,
  • apply ProgrammableFilter,
  • in the settings in Script field enter code from table_to_trajectory_filter.py.

2. Ground station field of view visualization

  1. Create ground station mark (Sources → Sphere) at ESEF (Earth Centered Earth Fixed) coordinates. Script for calculation of ESEF coordinates from latitude and longitude: 
    from math import sin, cos, radians
EARTH_RADIUS_KM = 6371.0
latitude_deg = ...
longitude_deg = ...
x = EARTH_RADIUS_KM * cos(radians(longitude_deg)) * cos(radians(latitude_deg))
y = EARTH_RADIUS_KM * sin(radians(longitude_deg)) * cos(radians(latitude_deg))
z = EARTH_RADIUS_KM * sin(radians(latitude_deg))
  2. Create cone of view (Sources → Cone)
  • set Height and Radius to get necessary size and cone angle,
  • set Center: [Height/2, 0, 0],
  • set Direction : [-1, 0, 0],
  • set Translation : same coordinates as for ground station mark,
  • set Orientation : [0, -latitude, longitude].

3. Scene setup

  1. For use of another Earth texture go to TextureMaptoSphere1, in settings Lightning -> Texture choose another texture image. For correct display
  1. For show/hide equator and greenwich meridian planes click "eye" in project tree (Pipeline browser).