具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种态势图生成方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的态势图生成方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取巡视器的地理空间信息。其中，巡视器可以包括航天活动中使用的地外天体遥控巡视器，例如，可以包括月球车、火星车等。巡视器通常位于星体表面，因此，巡视器所在的地理空间信息对于确定巡视器的航向约束非常重要。

步骤S104，根据地理空间信息，确定巡视器的约束条件，其中，约束条件包括巡视器的一维航向约束，以及巡视器上的第一太阳翼的一维功率约束和巡视器上的第二太阳翼的二维功率约束。巡视器车体上可以安装有两类太阳翼，一种可以是和车体固定角度的太阳翼，例如第一太阳翼，另一种可以是通过铰链与车体连接以实现相对于车体转动的太阳翼，例如第二太阳翼。太阳翼为用于吸收太阳光并将光能转换为电能为巡视器供电的装置，对第二太阳翼而言，其发电功率可以采用二维离散函数表达约束，其功率约束对应的两个维度分别是巡视器的航向和第二太阳翼相对于巡视器的转动角度。对第一太阳翼而言，由于其与巡视器的车体是固定的角度，因此其功率约束为一维约束，维度为巡视器的航向。

步骤S106，根据一维功率约束和二维功率约束，确定巡视器的整器最大功率约束。由于一维功率约束、二维功率约束和一维航向约束具有的维度不同，因此无法在同一张图上显示出来，不便于工作人员进行阅读，因此，可以采用将巡视器的一维功率约束和二维功率约束整合为巡视器的整器最大功率约束的方式，将巡视器的功率约束降低维度，便于呈现在态势图中。作为一种可选地实施方式，可以将第一太阳翼的发电功率记为P_A，第二太阳翼的发电功率记为P_B，车体的太阳翼的发电功率为：

其中，P表示功率，i表示第i个可选择的航向范围，n表示共n组可选择的航向范围，yaw表示具体的航向角度，θ表示第二太阳翼与巡视器车体所成的角度。

引入车体最大发电功率，将整器发电量约束降维，记为：

其中，P(yaw)表示yaw航向下的整器最大发电功率，i表示第i个可选择的航向范围，n表示共n组可选择的航向范围，yaw表示具体的航向角度，θ表示第二太阳翼与巡视器车体所成的角度，max(θ)表示整器发电功率最大时对应的θ角度。

步骤S108，根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，其中，态势图用于显示巡视器的一维航向约束与航向的关系以及巡视器的整器最大功率约束与航向的关系。巡视器的态势图可以直观地将巡视器在不同航向上的约束条件显示出来，方便航天工作人员一目了然地确定巡视器在不同航向上的行动的可行性，方便进行下一步对巡视器的行径路线的规划。

通过上述步骤，采用根据地理空间信息确定巡视器的约束条件的方式，通过生成显示巡视器的航向与约束的关系的态势图，达到了将巡视器的航向与约束的关系进行可视化展示的目的，从而实现了方便判断巡视器不同航向的移动可行性的技术效果，进而解决了难以判断巡视器在不同航向的移动可行性技术问题，即难以求解巡视器的全局目标航向约束满足性。

作为一种可选的实施例，地理空间信息可以包括如下几种信息：太阳与巡视器所在天体的相对位置和测控站与巡视器所在天体的相对位置，其中，测控站包括：地面测控站和/或中继卫星；巡视器所在的局部地形的地形信息；巡视器所在的当地地理坐标系。

通过太阳与巡视器所在天体的相对位置，可以用于判断巡视器是否能接收到太阳光，以及巡视器可以接收太阳光的时长。测控站与巡视器所在天体的相对位置可以用于确定与巡视器进行通讯的情况，例如，当测控站运行到巡视器所在天体的背面时，巡视器此时就无法与测控站进行数据交换了。巡视器所在的局部地形的地形信息可以包括巡视器所在的地面的坡度、坡高和坡向等信息。当巡视器位于坡面上时，巡视器与水平地面成一定的角度，此时该坡角会影响巡视器的太阳翼与太阳所成的角度，通过将巡视器所在的地形信息纳入考量，可以更加准确的判断巡视器的发电功率。此外，巡视器所在的当地地理坐标系可以用于确定巡视器与巡视器所在天体的相对位置关系，即巡视器位于天体上的何处。

作为一种可选的实施例，一维航向约束可以包括太阳敏感器可见性约束，定向天线有解性约束和全向天线可见性约束。太阳敏感器可见性约束可以用来表示巡视器是否可以接收到太阳光，当巡视器在某个航向上的太阳敏感器可见性不足时，表示巡视器朝这个航向移动的话，巡视器无法接收到足够的太阳光，导致能源供给不足。定向天线有解性约束可以用来表示巡视器与测控站的定向信号发射的可行性，当定向天线有解性不达标时，表示巡视器无法向测控站定向传输数据。全向天线可见性约束可以用来表示巡视器接收与反馈控制信号的可行性。

需要说明的是，以上几个约束只具有航向上的自由度，因此可以得到在具体时刻的敏感器可见性，定向天线有解性和全向天线可见性的约束条件，其中敏感器可见性约束满足条件可以用C_SS表示，定向天线有解性可以用C_DAT表示，全向天线可见性为可以用C_OAT表示。则可满足约束条件的航向集合可以表示为：

其中，U表示集合的并集，即航向区间的并集，yaw₁和yaw₂表示航向区间的角度范围的值，i表示第i个可选择的航向范围，n表示共n组可选择的航向范围。

作为一种可选的实施例，第一太阳翼可以包括与巡视器机身所成的角度固定的太阳翼，第二太阳翼可以包括与巡视器机身所成的角度可变的太阳翼。通过采用固定的太阳翼和角度可变的太阳翼，可以兼顾巡视器获取光能的鲁棒性和灵活性。

作为一种可选的实施例，生成巡视器的态势图可以采用如下方式：生成初始态势图，其中，初始态势图以巡视器为原点，以角度表示巡视器的航向；分别为一维航向约束和整器最大功率约束匹配参数，其中，参数用于在初始态势图中确定对应约束的显示区域；根据初始态势图以及参数，将一维航向约束和整器最大功率约束添加到初始态势图中，生成巡视器的态势图。作为一种可选的实施例，显示区域可以包括以原点为圆心，参数为半径的圆环区域。

作为一种可选的实施方式，初始态势图可以采用极坐标系的形式建立，极坐标系中的原点为巡视器的位置，极坐标系的角度值代表巡视器的航向，极坐标系的不同的极径的值表示不同的约束类型。例如，分别为不同的约束匹配参数，参数对应极坐标系中的极径，为整器最大功率约束匹配极径200，则极坐标系中极径为200的点连成一个圆环，该圆环上的图像用于显示巡视器在不同航向上的整器最大功率约束的情况。在同一个极坐标系中，将多个约束在不同极径上分别表示出来，则可以生成巡视器的态势图。

作为一种可选的实施例，在生成巡视器的多张态势图后，可以将多张态势图按照时间断层扫描结构沿时间轴进行排列显示，其中，时间断层扫描结构中的态势图为巡视器在时间轴对应的时刻下的态势图。对巡视器而言，一张态势图可以对应巡视器在一个时刻的航向与约束关系。通过对巡视器所在天体、测控站和太阳的运行轨迹和自转的预测，可以计算出上述天体在其他时刻的地理位置信息，并用本发明实施例的方法生成巡视器在对应时刻的态势图。例如，通过计算得到巡视器在当前时刻以及未来每5分钟的态势图，通过将这些态势图按照时间顺序排列，可以让工作人员方便地检视巡视器当前以及未来的不同航向上的运动可行性。

图2是根据本发明可选实施方式的约束坐标变换流程的示意图，如图2所示，态势图的约束可以采用如下方式进行变换：

首先，获取太阳矢量、中继卫星矢量以及测站的矢量，太阳和地球的相对位置关系可以采用精密历表直接计算得到，中继卫星的位置涉及到复杂的动力学计算，其位置可以由外部直接输入。

然后，由于导航敏感器、天线、太阳翼均安装在车体空间内，因此在车体空间内进行约束条件计算，如此可以会极大的简化约束条件的计算过程。

计算得到车体空间内的约束条件后，获取局部地形空间的航向角，将车体空间内的约束条件转换为局部地形空间内的约束条件。其中，局部地形以坡度和坡向γ(下坡方向)表示。

获取局部地形的坡度和坡向后，将局部地形空间的约束条件变换到当地地理坐标系中。具体的，可以采用如下方式变换：

其中，X_terrian表示局部地形空间的坐标系，A_TN表示变换矩阵，X_NED表示当地地理坐标系，即北东地坐标系。

根据太阳在局部地形空间中的高度角与方位角，计算车体航向在局部地形坐标系内的约束满足条件：

将集合中上下边界转换为空间矢量形式，以将局部地形空间中的约束满足条件映射到当地地理坐标系中，可以采用如下方式：

然后直接对约束条件进行空间变换，即：

然后将变换后的约束条件的矢量形式转换为方位角的形式，得到当地地理坐标系中的约束条件：

通过上述可选的实施方式，可以将巡视器应满足的约束条件从车内坐标空间变换到当地地理坐标系的坐标空间中，实现了约束的坐标变换流程。

图3是根据本发明可选实施方式的时间断层扫描结构的示意图。如图3所示，时间轴表示巡视器的态势图对应的时刻，时间轴对应多张不同时刻的巡视器的态势图，多张态势图以断层扫描结构呈现在工作人员面前，方便工作人员进行查找和检视。

图4是根据本发明可选实施方式的态势图示意图。如图4所示，在态势图中，不同的极径区域对应不同的约束条件，态势图中从内到外分别对应整器最大功率约束、太阳敏感器可见性约束、定向天线有解性约束和全向天线可见性约束。例如，在极径150以内，可以为整器最大功率约束的显示范围区域，通过读取巡视器在态势图中不同航向上的整器最大功率，可以得知巡视器在各个航向上的能源获取情况。又例如，极径200的区域为太阳敏感器可见性约束的显示区域，在该区域内存在的圆弧，表示巡视器朝圆弧对应的航向移动的话，可以接收到太阳光，而没有圆弧的区域对应的航向则为约束的禁区，若巡视器朝该方向移动，则无法接受到太阳光。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述态势图生成方法的态势图生成装置，图5是根据本发明实施例2的态势图生成装置的结构框图，如图5所示，该态势图生成装置50包括：获取模块52，第一确定模块54，第二确定模块56和生成模块58，下面对该态势图生成装置50进行说明。

获取模块52，用于获取巡视器所在的地理空间信息；

第一确定模块54，连接于上述获取模块52，用于根据地理空间信息，确定巡视器的约束条件，其中，约束条件包括巡视器的一维航向约束，以及巡视器上的第一太阳翼的一维功率约束和巡视器上的第二太阳翼的二维功率约束；

第二确定模块56，连接于上述第一确定模块54，用于根据一维功率约束和二维功率约束，确定巡视器的整器最大功率约束；

生成模块58，连接于上述第二确定模块56，用于根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，其中，态势图用于显示巡视器的一维航向约束与航向的关系以及巡视器的整器最大功率约束与航向的关系。

此处需要说明的是，上述获取模块52，第一确定模块54，第二确定模块56和生成模块58对应于实施例1中的步骤S102至步骤S108，多个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

实施例3

本发明的实施例可以提供一种计算机设备，可选地，在本实施例中，上述计算机设备可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。该计算机设备包括存储器和处理器。

其中，存储器可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的态势图生成方法和装置对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的态势图生成方法。存储器可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器可以通过传输装置调用存储器存储的信息及应用程序，以执行下述步骤：获取巡视器的地理空间信息；根据地理空间信息，确定巡视器的约束条件，其中，约束条件包括巡视器的一维航向约束，以及巡视器上的第一太阳翼的一维功率约束和巡视器上的第二太阳翼的二维功率约束；根据一维功率约束和二维功率约束，确定巡视器的整器最大功率约束；根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，其中，态势图用于显示巡视器的一维航向约束与航向的关系以及巡视器的整器最大功率约束与航向的关系。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：地理空间信息包括：太阳与巡视器所在天体的相对位置和测控站与巡视器所在天体的相对位置，其中，测控站包括：地面测控站和/或中继卫星；巡视器所在的局部地形的地形信息；巡视器所在的当地地理坐标系。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：可选地，一维航向约束包括：太阳敏感器可见性约束，定向天线有解性约束和全向天线可见性约束。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：第一太阳翼包括：与巡视器机身所成的角度固定的太阳翼，第二太阳翼包括：与巡视器机身所成的角度可变的太阳翼。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，包括：生成初始态势图，其中，初始态势图以巡视器为原点，以角度表示巡视器的航向；分别为一维航向约束和整器最大功率约束匹配参数，其中，参数用于在初始态势图中确定对应约束的显示区域；根据初始态势图以及参数，将一维航向约束和整器最大功率约束添加到初始态势图中，生成巡视器的态势图。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：显示区域包括：以原点为圆心，参数为半径的圆环区域。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：在生成巡视器的多张态势图后，将多张态势图按照时间断层扫描结构沿时间轴进行排列显示，其中，时间断层扫描结构中的态势图为巡视器在时间轴对应的时刻下的态势图。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(RandomAccess Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种非易失性存储介质。可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以用于保存上述实施例1所提供的态势图生成方法所执行的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取巡视器的地理空间信息；根据地理空间信息，确定巡视器的约束条件，其中，约束条件包括巡视器的一维航向约束，以及巡视器上的第一太阳翼的一维功率约束和巡视器上的第二太阳翼的二维功率约束；根据一维功率约束和二维功率约束，确定巡视器的整器最大功率约束；根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，其中，态势图用于显示巡视器的一维航向约束与航向的关系以及巡视器的整器最大功率约束与航向的关系。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：地理空间信息包括：太阳与巡视器所在天体的相对位置和测控站与巡视器所在天体的相对位置，其中，测控站包括：地面测控站和/或中继卫星；巡视器所在的局部地形的地形信息；巡视器所在的当地地理坐标系。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：可选地，一维航向约束包括：太阳敏感器可见性约束，定向天线有解性约束和全向天线可见性约束。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：第一太阳翼包括：与巡视器机身所成的角度固定的太阳翼，第二太阳翼包括：与巡视器机身所成的角度可变的太阳翼。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：根据一维航向约束和整器最大功率约束，生成巡视器的态势图，包括：生成初始态势图，其中，初始态势图以巡视器为原点，以角度表示巡视器的航向；分别为一维航向约束和整器最大功率约束匹配参数，其中，参数用于在初始态势图中确定对应约束的显示区域；根据初始态势图以及参数，将一维航向约束和整器最大功率约束添加到初始态势图中，生成巡视器的态势图。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：显示区域包括：以原点为圆心，参数为半径的圆环区域。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在生成巡视器的多张态势图后，将多张态势图按照时间断层扫描结构沿时间轴进行排列显示，其中，时间断层扫描结构中的态势图为巡视器在时间轴对应的时刻下的态势图。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所生成或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元生成的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。