三维总剂量分析球面网格划分方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及空间环境效应分析，特别是一种三维总剂量分析球面网格划分方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、目前开展三维总剂量分析网格划分方法有等角度、等立体角、优化等立体角、正多面体法。等角度法网格之间形状、面积都差异较大，网格均匀性很差；等立体角法在极区存在狭长的网格，与赤道区的网格形状差异很大，导致需要更多的网格数，计算结果才可以收敛；目前的优化等立体角方法，是在等立体角的基础上对极区网格进行均匀划分，其他区域的网格划分方法沿用等立体角的划分方法。这种方法需要2套网格划分算法，且过渡区网格形状差异较大；正多面体法算法复杂，需要多次迭代。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种三维总剂量分析球面网格划分方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，本发明将球面进行网格划分，可以使划分出的网格形状更加接近，使三维总剂量分析结果更加快速趋于稳定。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三维总剂量分析球面网格划分方法，包括以下步骤：

3、步骤1、确定赤道区沿纬度方向的网格数m，计算经度方向网格数k、高度公差d、沿经度方向第n个网格的高度hn、沿经度方向第n个纬度圈沿纬度方向的网格数mn；

4、步骤2、自赤道区至极区，网格高度按照等差数列逐步减小，各纬度圈沿纬度方向的网格数按照与网格高度相同的比例同步减小；

5、步骤3、建立直角坐标系，采用旋转坐标系的方式确定球面上所有网格顶点的位置。

6、作为本发明的进一步改进，在步骤1中，各参数的计算公式具体如下：

7、h1=2πr/m；

8、k=5m/3π；

9、d=-48π2r/(25m2-30mπ)；

10、hn= h1+(n-1)d；

11、mn=m•hn/h1，n=1、2、……、k/2；

12、其中，r代表球的半径，h1代表赤道区网格的高度。

13、作为本发明的进一步改进，所述步骤3具体包括以下步骤：

14、步骤3.1、采用旋转坐标系的方式确定球面上所有网格顶点的位置，先绕第一坐标轴旋转确定网格顶点的经度位置，再绕第二坐标轴旋转确定网格顶点的纬度位置，x轴正向与球面的交点为网格顶点；

15、步骤3.2、得到每一个网格顶点的位置后，将坐标系旋转回初始位置，再绕第一坐标轴旋转至下一个经度位置，绕第二坐标轴旋转至纬度圈的纬度位置，直至计算出所有网格顶点的位置

16、作为本发明的进一步改进，所述第一坐标轴为x轴，所述第二坐标轴为y轴。

17、作为本发明的进一步改进，先计算赤道区上方第一个纬度圈的所有网格顶点的位置，绕x轴旋转的角度分别为2π/m、2×2π/m、…、2π/m，绕y轴旋转的角度为arccos(h1/r)。

18、作为本发明的进一步改进，在步骤2中，极区网格高度是赤道区网格高度的0.2倍。

19、作为本发明的进一步改进，该方法用于卫星三维总剂量分析的球面网格划分。

20、本发明还提供一种三维总剂量分析球面网格划分系统，包括：

21、参数计算模块，用于根据输入的赤道区沿纬度方向网格数m，计算经度方向网格数k、高度公差d、各纬度圈网格高度hn及各纬度圈沿纬度方向网格数mn；

22、网格顶点计算模块，用于建立直角坐标系，采用旋转坐标系的方式确定球面上所有网格顶点的位置；其中，自赤道区至极区，网格高度按照等差数列逐步减小，各纬度圈沿纬度方向的网格数按照与网格高度相同的比例同步减小。

23、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的三维总剂量分析球面网格划分方法。

24、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的三维总剂量分析球面网格划分方法。

25、本发明的有益效果是：

26、1、本发明的新型三维总剂量分析网格划分方法，它可以划分出面积相等，形状相近的网格。在经度方向上网格高度按照等差数列从赤道区到极区逐步减小，每个纬度圈的网格数也同步减小，从而保持网格大小不变。采用旋转直角坐标系坐标轴的方式确定网格顶点的位置，整个网格采用统一的划分方法，易于程序实现。基于本发明的网格划分方法，计算结果更快收敛，可降低网格数，从而减少计算时间。

27、2、本发明提出按照等差数列沿极区逐步较小网格高度，同时减小纬度方向的网格数，达到网格面积相等，形状相近的目的。与正多面体法算法相比，算法更加简单，不需要迭代，容易实现。与现有优化等立体角算法相比，整个球面网格的形状都更加接近，且整个球面的网格划分算法统一，计算结果收敛更快，计算速度更快。与等立体角、等角度算法相比，球面网格形状更加接近，计算结果收敛更快，计算速度更快。

1.一种三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，在步骤1中，各参数的计算公式具体如下：

3.根据权利要求1所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，所述第一坐标轴为x轴，所述第二坐标轴为y轴。

5.根据权利要求4所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，先计算赤道区上方第一个纬度圈的所有网格顶点的位置，绕x轴旋转的角度分别为2π/m、2×2π/m、…、2π/m，绕y轴旋转的角度为arccos(h1/r)。

6.根据权利要求1所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，在步骤2中，极区网格高度是赤道区网格高度的0.2倍。

7.根据权利要求1-6任一项所述的三维总剂量分析球面网格划分方法，其特征在于，该方法用于卫星三维总剂量分析的球面网格划分。

8.一种三维总剂量分析球面网格划分系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的三维总剂量分析球面网格划分方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的三维总剂量分析球面网格划分方法。