网上cesiumjs使用两行tle绘制卫星和轨道的代码很多,但是很少有轨道六根数绘制卫星和轨道的
一、完整代码
省流直接上代码:https://github.com/klren0312/cesium-sat
demo地址:https://klren0312.github.io/cesium-sat/
二、轨道六根数
基本就是先算出当前轨道六根数描述的那个点,就是卫星的位置,随后通过循环修改真近点角0-360度,绘制出轨道
三、根据轨道六根数计算坐标
先计算半通径,过椭圆焦点作焦线的垂线,交椭圆于一点,该点与最近焦点的距离为半通径
const p = semiMajorAxis * (1 - eccentricity * eccentricity)
通过半通经计算径向距离
const r = p / (1 + eccentricity * Math.cos(trueAnomalyRadians))
计算轨道平面上的位置
const positionInOrbitalPlane = new Cesium.Cartesian3(
r * Math.cos(trueAnomalyRadians),
r * Math.sin(trueAnomalyRadians),
0
)
计算组合旋转钜阵
let rotationMatrix = new Cesium.Matrix3()
rotationMatrix = Cesium.Matrix3.multiply(Cesium.Matrix3.fromRotationZ(rightAscensionRadians), Cesium.Matrix3.fromRotationX(inclinationRadians), rotationMatrix)
rotationMatrix = Cesium.Matrix3.multiply(rotationMatrix, Cesium.Matrix3.fromRotationZ(argumentOfPeriapsisRadians), rotationMatrix)
最后应用旋转矩阵到轨道平面上的位置向量
const position = Cesium.Matrix3.multiplyByVector(rotationMatrix, positionInOrbitalPlane, new Cesium.Cartesian3())
方法完整代码
/**
* 根据轨道六根数计算坐标
* @param {number} semiMajorAxis 轨道半长轴
* @param {number} eccentricity 轨道离心率
* @param {number} inclination 轨道倾角
* @param {number} rightAscensionOfAscendingNode 右上升角
* @param {number} argumentOfPeriapsis 近地点角距
* @param {number} trueAnomaly 平近点角
*/
function calcPosition (semiMajorAxis, eccentricity, inclinationRadians, rightAscensionRadians, argumentOfPeriapsisRadians, trueAnomalyRadians) {
const p = semiMajorAxis * (1 - eccentricity * eccentricity)
const r = p / (1 + eccentricity * Math.cos(trueAnomalyRadians))
const positionInOrbitalPlane = new Cesium.Cartesian3(
r * Math.cos(trueAnomalyRadians),
r * Math.sin(trueAnomalyRadians),
0
)
let rotationMatrix = new Cesium.Matrix3()
rotationMatrix = Cesium.Matrix3.multiply(Cesium.Matrix3.fromRotationZ(rightAscensionRadians), Cesium.Matrix3.fromRotationX(inclinationRadians), rotationMatrix)
rotationMatrix = Cesium.Matrix3.multiply(rotationMatrix, Cesium.Matrix3.fromRotationZ(argumentOfPeriapsisRadians), rotationMatrix)
const position = Cesium.Matrix3.multiplyByVector(rotationMatrix, positionInOrbitalPlane, new Cesium.Cartesian3())
return position
}
四、计算卫星坐标和轨道
转换角度为弧度,因为Cesium使用的是弧度
const inclinationRadians = Cesium.Math.toRadians(inclination); // 轨道倾角
const rightAscensionRadians = Cesium.Math.toRadians(rightAscensionOfAscendingNode); // 右上升弧度
const argumentOfPeriapsisRadians = Cesium.Math.toRadians(argumentOfPeriapsis); // 近地点角距
const trueAnomalyRadians = Cesium.Math.toRadians(trueAnomaly); // 平近点角
计算轨道位置,0-360循环赋值给真近点角,获取轨道位置数组,然后渲染实体, 使用loop: true
闭合线条
const orbitPositions = [];
for (let angle = 0; angle <= 360; angle++) {
const angleRadians = Cesium.Math.toRadians(angle);
// 使用开普勒方程计算卫星在轨道上的位置
const position = calcPosition(semiMajorAxis, eccentricity, inclinationRadians, rightAscensionRadians, argumentOfPeriapsisRadians, angleRadians)
orbitPositions.push(position);
}
// 添加实体以表示轨道
viewer.entities.add({
name: '轨道',
polyline: {
positions: orbitPositions,
width: 1,
material: Cesium.Color.BLUE, // 这里可以设置不同的颜色或材质
loop: true // 闭合线条以创建完整轨道
}
})
卫星也一样,直接计算坐标,绘制实体即可
const satPosition = calcPosition(semiMajorAxis, eccentricity, inclinationRadians, rightAscensionRadians, argumentOfPeriapsisRadians, trueAnomalyRadians)
// 添加卫星
viewer.entities.add({
position: satPosition,
point: {
color: Cesium.Color.BLUE,
pixelSize: 10
}
})