多维空间中的罗盘:Android GNSS 可视卫星星空图/卫星天顶图原理及画法
2023-09-17 13:50:13
# Android GNSS 可视卫星星空图/卫星天顶图原理及画法
当前，手机中的GNSS模块，能获取定位和导航信息，发挥着我们离不开的作用。我们对定位有了解，却很少接触我们现在所使用GNSS模块的另一项功能：查看卫星信息。而像Android手机的开发者选项中可打开的“卫星的辅助信息”，这种功能仿佛让我们拨开了扑朔迷离云层，看到真实的卫星星空。
什么叫卫星星空图？
卫星星空图是一种以可视化方法显示卫星分布的图形。能够绘制动态卫星分布图，不仅对于我们了解卫星的具体分布信息，还对我们进行位置计算、导航规划和轨迹跟踪等相关研究有着重大作用。
卫星星空图显示了什么？
卫星星空图通常绘制卫星与观测者之间的相互位置关系，因此它显示的信息主要包括：
- 卫星名称或编号
- 卫星的位置或与观测者之间的连线长度
- 卫星的角度或观测角
- 卫星的状态或可见情况
- 卫星的运动方向或速度
- 卫星的俯仰角或卫星相对于地平线的位置
- 卫星的仰角或卫星相对于天顶的位置
如何绘制卫星星空图？
- 坐标系与绘图范围： 确定卫星和观测者所处的位置，选择适当的坐标系和绘图范围。
- 选择数据源： 选择合适的位置和导航数据源，确保数据的准确和可用性。
- 计算卫星与观测者之间的相互位置关系： 计算卫星与观测者之间的相对位置、速度、加速度和相关参数。
- 绘制卫星的位置： 将计算出的卫星位置信息转换为对应的二维或三维空间坐标，并在绘制空间中绘制出卫星的分布。
- 绘制卫星的状态： 使用不同的颜色、符号或形状来表示卫星的可见状态，如可见、不可见、可用的或不可用的。
- 绘制卫星的连线或连通性： 根据卫星之间的相对位置，绘制出卫星之间的连线或连通性，以表示卫星之间的相关关系。
- 添加数据标签和注释： 为卫星和坐标轴添加数据标签和注释，以提供更多的信息，如卫星名称、坐标值或相关说明。
卫星星空图的作用是什么？
- 查看卫星信息：
卫星天顶图（卫星天顶图，相对于手机朝向的方向显示可见卫星数量。）
绘制卫星星空图，能够显示卫星的分布信息，能够让我们了解到卫星的具体位置，查看卫星的可见度、海拔仰角、相对位置和运动信息。
- 进行定位计算：
利用卫星星空图，可以计算出卫星与观测者之间的相对位置和相对速度，进而解算观测者和卫星的坐标，得出观测者当前的位置。
- 进行导航规划：
基于卫星星空图，可以进行导航规划，计算出从出发点到目标点的卫星导航解算位置，从而获取最优导航的导航导航方案，并将其可视化显示。
- 进行轨迹跟踪：
利用卫星星空图，能够进行轨迹跟踪，通过连续不断地更新卫星的位置和导航信息，可以获取动态跟踪轨迹的信息，将其可视化显示。
- 进行其他研究：
卫星星空图还可用于进行其他研究，如评估GNSS系统的位置精度、导航可用性、卫星导航卫星的可见时间分布以及天线的影响等，帮助相关科研人员、专家更好地理解GNSS工作原理及进行相关研究。
结论
如今，GNSS已成为现代社会中不可或缺的技术，而作为重要组成部分之一的卫星星空图则展示了卫星的位置和信息。对于卫星的了解，对于我们构建和运行更加准确和稳定GNSS系统和应用，起着至关重要作用。
在智慧生活中，卫星星空图可以为各种关键基础设施、关键行业的生产经营活动以及人民的日常出行的安全和高效保驾护航，是科学研究和应用不可或缺的重要技术基础之一。
