org.orekit.bodies

Class OneAxisEllipsoid

java.lang.Object

org.orekit.bodies.Ellipsoid

org.orekit.bodies.OneAxisEllipsoid

All Implemented Interfaces:

Serializable, BodyShape

Direct Known Subclasses:

ReferenceEllipsoid

public class OneAxisEllipsoid
extends Ellipsoid
implements BodyShape

一轴椭球的建模。

一轴椭球是大多数行星大小及更大的天然天体的良好近似模型。当一个流体体在自身的重力场中旋转时，它是达到的平衡形状。对称轴是旋转或极轴。

Author:

Luc Maisonobe, Guylaine Prat

See Also:

Serialized Form

Constructor Summary

Constructors

Constructor and Description
OneAxisEllipsoid(double ae, double f, Frame bodyFrame) 简单构造函数。

Method Summary

Modifier and Type	Method and Description
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> T	azimuthBetweenPoints(FieldGeodeticPoint<T> origin, FieldGeodeticPoint<T> destination) 计算两点之间的本地北方方位角。
double	azimuthBetweenPoints(GeodeticPoint origin, GeodeticPoint destination) 计算两点之间的本地北方方位角。
double	geodeticToIsometricLatitude(double geodeticLatitude) 计算与提供的纬度对应的等距纬度。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> T	geodeticToIsometricLatitude(T geodeticLatitude) 计算与提供的纬度对应的等距纬度。
Frame	getBodyFrame() 获取与体形相关的体坐标系。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T>	getCartesianIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldLine<T> line, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> close, Frame frame, FieldAbsoluteDate<T> date) 获取线与体表面的交点。
org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D	getCartesianIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Line line, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D close, Frame frame, AbsoluteDate date) 获取线与体表面的交点。
double	getEccentricity() 获取椭球的第一离心率：e = sqrt(f * (2.0 - f))。
double	getEccentricitySquared() 获取椭球的第一离心率平方：e^2 = f * (2.0 - f)。
double	getEquatorialRadius() 获取天体的赤道半径。
double	getFlattening() 获取天体的扁率：f = (a-b)/a。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T>	getIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldLine<T> line, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> close, Frame frame, FieldAbsoluteDate<T> date) 获取线与体表面的交点。
GeodeticPoint	getIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Line line, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D close, Frame frame, AbsoluteDate date) 获取线与体表面的交点。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T>	lowestAltitudeIntermediate(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> endpoint1, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> endpoint2) 在两个端点之间的直线上找到最低高度的中间点。
GeodeticPoint	lowestAltitudeIntermediate(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D endpoint1, org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D endpoint2) 在两个端点之间的直线上找到最低高度的中间点。
TimeStampedPVCoordinates	projectToGround(TimeStampedPVCoordinates pv, Frame frame) 将移动点投影到地面。
org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D	projectToGround(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D point, AbsoluteDate date, Frame frame) 将点投影到地面。
void	setAngularThreshold(double angularThreshold) 设置角收敛阈值。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T>	transform(FieldGeodeticPoint<T> point) 将相对于表面的点转换为笛卡尔点。
<T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T>	transform(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> point, Frame frame, FieldAbsoluteDate<T> date) 将笛卡尔点转换为相对于表面的点。
org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D	transform(GeodeticPoint point) 将相对于表面的点转换为笛卡尔点。
FieldGeodeticPoint<org.hipparchus.analysis.differentiation.DerivativeStructure>	transform(PVCoordinates point, Frame frame, AbsoluteDate date) 将笛卡尔点转换为相对于表面的点。
GeodeticPoint	transform(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D point, Frame frame, AbsoluteDate date) 将笛卡尔点转换为相对于表面的点。

Methods inherited from class org.orekit.bodies.Ellipsoid

getA, getB, getC, getFrame, getPlaneSection, getPlaneSection, isInside, isInside, pointOnLimb, pointOnLimb

Methods inherited from class java.lang.Object

clone, equals, finalize, getClass, hashCode, notify, notifyAll, toString, wait, wait, wait

Constructor Detail

OneAxisEllipsoid

public OneAxisEllipsoid(double ae,
                        double f,
                        Frame bodyFrame)

简单构造函数。

地球模型的标准值可以在Constants类中找到：

椭球模型

模型	ae (米)	f
GRS 80	Constants.GRS80_EARTH_EQUATORIAL_RADIUS	Constants.GRS80_EARTH_FLATTENING
WGS84	Constants.WGS84_EARTH_EQUATORIAL_RADIUS	Constants.WGS84_EARTH_FLATTENING
IERS96	Constants.IERS96_EARTH_EQUATORIAL_RADIUS	Constants.IERS96_EARTH_FLATTENING
IERS2003	Constants.IERS2003_EARTH_EQUATORIAL_RADIUS	Constants.IERS2003_EARTH_FLATTENING
IERS2010	Constants.IERS2010_EARTH_EQUATORIAL_RADIUS	Constants.IERS2010_EARTH_FLATTENING

参数：

ae - 赤道半径

f - 扁率 (f = (a-b)/a)

bodyFrame - 与体形相关的体坐标系

另请参阅：

FramesFactory.getITRF(org.orekit.utils.IERSConventions, boolean)

Method Detail

setAngularThreshold

public void setAngularThreshold(double angularThreshold)

设置角收敛阈值。

角度阈值既用于识别接近椭圆轴的点，也用作在transform(Vector3D, Frame, AbsoluteDate)方法中停止迭代的收敛阈值。

如果未调用此方法，则默认值设置为10^-12。

参数：

angularThreshold - 角收敛阈值 (弧度)

getEquatorialRadius

public double getEquatorialRadius()

获取天体的赤道半径。

返回：

天体的赤道半径 (米)

getFlattening

public double getFlattening()

获取天体的扁率：f = (a-b)/a。

返回：

扁率

getEccentricitySquared

public double getEccentricitySquared()

获取椭球的第一离心率平方：e^2 = f * (2.0 - f)。

返回：

离心率平方

getEccentricity

public double getEccentricity()

获取椭球的第一离心率：e = sqrt(f * (2.0 - f))。

返回：

离心率

getBodyFrame

public Frame getBodyFrame()

获取与体形相关的体坐标系。

接口中指定：

getBodyFrame 在接口 BodyShape中

返回：

与体形相关的体坐标系

getCartesianIntersectionPoint

public org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D getCartesianIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Line line,
                                                                                       org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D close,
                                                                                       Frame frame,
                                                                                       AbsoluteDate date)

获取线与体表面的交点。

一条线可能与封闭表面有多个交点（我们将一个点的情况视为退化的两个点的情况）。close参数用于选择应返回哪个交点。所选点是最接近close点的点。

参数：

line - 测试线（可能与体相交或不相交）

close - 用于交点选择的点

frame - 表达线的参考系

date - 给定参考系中的线的日期

返回：

海拔为零的交点或如果线不与表面相交则为null

自版本：

9.3

getIntersectionPoint

public GeodeticPoint getIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Line line,
                                          org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D close,
                                          Frame frame,
                                          AbsoluteDate date)

获取线与体表面的交点。

一条线可能与封闭表面有多个交点（我们将一个点的情况视为退化的两个点的情况）。close参数用于选择应返回哪个交点。所选点是最接近close点的点。

接口中指定：

getIntersectionPoint 在接口 BodyShape中

参数：

line - 测试线（可能与体相交或不相交）

close - 用于交点选择的点

frame - 表达线的参考系

date - 给定参考系中的线的日期

返回：

海拔为零的交点或如果线不与表面相交则为null

getCartesianIntersectionPoint

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> getCartesianIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldLine<T> line,
                                                                                                                                                  org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> close,
                                                                                                                                                  Frame frame,
                                                                                                                                                  FieldAbsoluteDate<T> date)

获取线与体表面的交点。

一条线可能与封闭表面有多个交点（我们将一个点的情况视为退化的两个点的情况）。close参数用于选择应返回哪个交点。所选点是最接近close点的点。

类型参数：

T - 字段元素的类型

参数：

line - 测试线（可能与体相交或不相交）

close - 用于交点选择的点

frame - 表达线的参考系

date - 给定参考系中的线的日期

返回：

海拔为零的交点或如果线不与表面相交则为null

自版本：

9.3

getIntersectionPoint

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T> getIntersectionPoint(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldLine<T> line,
                                                                                                     org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> close,
                                                                                                     Frame frame,
                                                                                                     FieldAbsoluteDate<T> date)

获取线与体表面的交点。

一条线可能与封闭表面有多个交点（我们将一个点的情况视为退化的两个点的情况）。close参数用于选择应返回哪个交点。所选点是最接近close点的点。

指定者：

getIntersectionPoint 在接口 BodyShape中

类型参数：

T - 字段元素的类型

参数：

line - 测试线（可能与物体相交也可能不相交）

close - 用于交点选择的点

frame - 表示线的参考系

date - 给定参考系中的线的日期

返回：

海拔零处的交点，如果线与表面不相交则返回null

transform

public org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D transform(GeodeticPoint point)

将表面相关点转换为笛卡尔点。

指定者：

transform 在接口 BodyShape中

参数：

point - 表面相关点

返回：

位于相同位置但作为笛卡尔点的点

transform

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> transform(FieldGeodeticPoint<T> point)

将表面相关点转换为笛卡尔点。

指定者：

transform 在接口 BodyShape中

类型参数：

T - 字段元素的类型

参数：

point - 表面相关点

返回：

位于相同位置但作为笛卡尔点的点

projectToGround

public org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D projectToGround(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D point,
                                                                         AbsoluteDate date,
                                                                         Frame frame)

将点投影到地面。

指定者：

projectToGround 在接口 BodyShape中

参数：

point - 要投影的点

date - 当前日期

frame - 表达移动点的参考系

返回：

与指定点的本地垂直线上的地面点，与指定点相同的参考系

另请参阅：

BodyShape.projectToGround(TimeStampedPVCoordinates, Frame)

projectToGround

public TimeStampedPVCoordinates projectToGround(TimeStampedPVCoordinates pv,
                                                Frame frame)

将移动点投影到地面。

指定者：

projectToGround 在接口 BodyShape中

参数：

pv - 移动点

frame - 表达移动点的参考系

返回：

与指定点的本地垂直线上的地面点，与指定点相同的参考系

另请参阅：

BodyShape.projectToGround(Vector3D, AbsoluteDate, Frame)

transform

public GeodeticPoint transform(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D point,
                               Frame frame,
                               AbsoluteDate date)

将笛卡尔点转换为表面相关点。

此方法基于Toshio Fukushima的算法，使用Halley's方法。 由Halley's方法加速的从笛卡尔到大地坐标的转换，Toshio Fukushima，2006年2月地球测量杂志9(12):689-693

对原始方法进行了一些更改：

• 为了更准确地处理靠近极点的特殊情况
• 为了正确处理靠近赤道平面的特殊情况，即使在椭球体内部远处
• 为了处理非常扁平的椭球体

在一些罕见情况下（例如非常扁平的椭球体，或者靠近椭球体中心的点），循环可能无法收敛。由于这似乎只发生在退化情况下，设计选择是返回对应于最后一次迭代的近似点。这个点可能是不正确的，并且如果通过调用transform(GeodeticPoint)进行往返调用时无法返回初始点。这个设计选择是为了避免出现NaN，例如在两颗卫星几乎在地球对面时进行卫星间可见性检查时。地球内部的中间点不应该阻止检测算法找到可见性的起始/结束。

指定者：

transform 在接口 BodyShape中

参数：

point - 笛卡尔点

frame - 表达笛卡尔点的参考系

date - 计算的日期（用于参考系转换）

返回：

位于相同位置但作为表面相关点的点

transform

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T> transform(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> point,
                                                                                          Frame frame,
                                                                                          FieldAbsoluteDate<T> date)

将笛卡尔点转换为表面相关点。

此方法基于Toshio Fukushima的算法，使用Halley's方法。 由Halley's方法加速的从笛卡尔到大地坐标的转换，Toshio Fukushima，2006年2月地球测量杂志9(12):689-693

对原始方法进行了一些更改：

• 为了更准确地处理靠近极点的特殊情况
• 为了正确处理靠近赤道平面的特殊情况，即使在椭球体内部远处
• 为了处理非常扁平的椭球体

在一些罕见情况下（例如非常扁平的椭球体，或者靠近椭球体中心的点），循环可能无法收敛。由于这似乎只发生在退化情况下，设计选择是返回对应于最后一次迭代的近似点。这个点可能是不正确的，并且如果通过调用transform(GeodeticPoint)进行往返调用时无法返回初始点。这个设计选择是为了避免出现NaN，例如在两颗卫星几乎在地球对面时进行卫星间可见性检查。地球内部的中间点不应该阻止检测算法找到可见性的起始/结束。

指定者：

transform 在接口 BodyShape中

类型参数：

T - 字段元素的类型

参数：

point - 笛卡尔点

frame - 表达笛卡尔点的参考系

date - 计算的日期（用于参考系转换）

返回：

位于相同位置但作为表面相关点的点

transform

public FieldGeodeticPoint<org.hipparchus.analysis.differentiation.DerivativeStructure> transform(PVCoordinates point,
                                                                                                 Frame frame,
                                                                                                 AbsoluteDate date)

将笛卡尔点转换为表面相关点。

参数：

point - 笛卡尔点

frame - 表达笛卡尔点的参考系

date - 计算的日期（用于参考系转换）

返回：

位于相同位置但作为表面相关点的点，使用时间作为唯一的导出参数

azimuthBetweenPoints

public double azimuthBetweenPoints(GeodeticPoint origin,
                                   GeodeticPoint destination)

计算两点之间相对于当地北向的方位角。角度是从原点处的当地北向顺时针计算，并沿着等角线到达目标点。

参数：

origin - 要计算方位角的原点（非null）

destination - 角度定义的目标点（非null）

返回：

结果方位角（弧度，[0-2pi)）

自版本：

11.3

azimuthBetweenPoints

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> T azimuthBetweenPoints(FieldGeodeticPoint<T> origin,
                                                                                 FieldGeodeticPoint<T> destination)

计算两点之间相对于当地北向的方位角。角度是从原点处的当地北向顺时针计算，并沿着等角线到达目标点。

类型参数:

T - 字段元素的类型

参数:

origin - 原点，将计算方位角的点（非null）

destination - 目标点，定义角度的点（非null）

返回:

结果方位角（弧度，[0-2pi)）

自版本:

11.3

geodeticToIsometricLatitude

public double geodeticToIsometricLatitude(double geodeticLatitude)

计算与提供的纬度对应的等距纬度。

参数:

geodeticLatitude - 纬度（弧度，在区间[-pi/2, +pi/2]内）

返回:

等距纬度（弧度）

自版本:

11.3

geodeticToIsometricLatitude

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> T geodeticToIsometricLatitude(T geodeticLatitude)

计算与提供的纬度对应的等距纬度。

类型参数:

T - 字段元素的类型

参数:

geodeticLatitude - 纬度（弧度，在区间[-pi/2, +pi/2]内）

返回:

等距纬度（弧度）

自版本:

11.3

lowestAltitudeIntermediate

public GeodeticPoint lowestAltitudeIntermediate(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D endpoint1,
                                                org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.Vector3D endpoint2)

在两个端点之间的直线上找到最低高度的中间点。

参数:

endpoint1 - 第一个端点，在本体坐标系中

endpoint2 - 第二个端点，在本体坐标系中

返回:

在endpoint1和endpoint2之间具有最低高度的点。

自版本:

12.0

lowestAltitudeIntermediate

public <T extends org.hipparchus.CalculusFieldElement<T>> FieldGeodeticPoint<T> lowestAltitudeIntermediate(org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> endpoint1,
                                                                                                           org.hipparchus.geometry.euclidean.threed.FieldVector3D<T> endpoint2)

在两个端点之间的直线上找到最低高度的中间点。

类型参数:

T - 字段元素的类型

参数:

endpoint1 - 第一个端点，在本体坐标系中

endpoint2 - 第二个端点，在本体坐标系中

返回:

在endpoint1和endpoint2之间具有最低高度的点。

自版本:

12.0