【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交互仿真，尤其涉及行星动态交互仿真方法及系统。
技术介绍
1、交互仿真
主要涉及使用计算机系统模拟真实或虚构环境的技术，以便用户可以在环境中进行实时互动，该技术通常应用于培训、教育、研究和娱乐领域，尤其是在复杂系统的动态行为模拟中显得尤为重要，交互仿真技术能够提供高度可定制和可扩展的环境，其中物理、化学或生物过程可以被精确地模拟，并且用户的每个操作都会即时影响仿真的结果。
2、其中，行星动态交互仿真方法是一种特定的交互仿真应用，专门用于模拟和分析行星运动及其动态交互的过程，该方法可以有效地模拟行星间的引力作用、轨道变化，以及行星与其它天体(如卫星、小行星)的相互作用，在天文学研究和空间任务规划中。此外，该方法也广泛应用于教育领域，通过提供直观的模拟界面，帮助学生理解和探索宇宙的复杂动力学。
3、传统方法在模拟复杂的天体动力学时，不能及时更新数据，难以准确捕捉和反映行星间的突发事件，如小行星快速接近大行星的情况，这种反应迟缓导致仿真结果不能实时反映天体之间的真实互动，影响了模拟的真实性和科学性，限制了在高精度科研任务和教育中的应用效果。此外，缺乏灵活调整仿真精度的机制，限制了在需要高度准确控制的领域，如深空探测任务规划和复杂天体行为预测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的行星动态交互仿真方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：行星动态交互仿真方法，包括以下步骤，p>
3、s1：基于仿真启动初期的数据输入，收集行星的位置数据和速度数据，通过计算行星之间的距离和相对速度，对行星轨道参数和引力场进行测量，生成行星交互特征数据；
4、s2：基于所述行星交互特征数据，评估行星相互作用力学模型中的计算负荷，调整仿真的时间步长，并优化处理速度，获取时间步长优化数据；
5、s3：基于所述时间步长优化数据，实时监控并记录行星接近事件和关键天体事件的发生，同时检测仿真过程中新产生的行星位置和速度数据，并对时间步长进行微调，得到细化调整的步长数据；
6、s4：基于所述细化调整的步长数据，在仿真周期末，采用增量数据整合技术，合并仿真中产生的新数据与现有数据，并对仿真周期内的事件进行分析，生成仿真周期综合数据。
7、本专利技术改进有，所述行星之间的距离和相对速度的计算步骤具体为：
8、s111：根据仿真启动初期的数据输入，提取每个行星的位置坐标和速度向量，获得行星位置和速度信息表；
9、s112：依据行星位置和速度信息表，使用公式：
10、
11、和
12、
13、计算行星之间的欧式距离dij和相对速度vrel，ij，其中，a1、a2和a3分别为调整行星位置数据准度的权重系数，用于影响计算行星之间距离的准确性，b1、b2和b3为调整行星速度数据准度的权重系数，用于影响相对速度计算的准确性，xi、yi和zi与xj、yj和zj是两个行星的三维位置坐标，用于表示行星在仿真空间中的绝对位置，vx，i、vy，i和vz，i与vx，j、vy，j和vz，j是对应的速度向量分量，用于计算行星间的相对运动速度。
14、本专利技术改进有，所述行星轨道参数和引力场的测量步骤具体为：
15、s121：利用得到的所述行星之间的距离和相对速度，使用公式：
16、
17、计算引力作用力fij，其中，c是光速，vrel，ij是行星间相对速度，dij是行星间距离，mi和mj是两个行星的质量，α是调整引力计算并结合运动影响的参数，g为引力常数；
18、s122：基于行星位置数据和引力作用力fij，使用公式：
19、
20、计算行星的轨道半径rorb和偏心率e，其中，e是总能量，l是总角动量，mi和mj是两个行星的质量，g为引力常数；
21、s123：结合行星间的引力作用力与行星轨道参数，分析行星系统的稳定性和动态特征，得到行星交互特征数据。
22、本专利技术改进有，所述时间步长优化数据的获取步骤具体为：
23、s211：基于所述行星交互特征数据，计算仿真每个时间步的计算负荷，采用公式：
24、
25、其中，dij是行星间的距离，vrel，ij是相对速度，vth是速度阈值，α和β是调整系数，∈是距离的小幅调整系数，用于调整距离对负荷的影响，得到每个时间步的计算负荷l；
26、s212：根据计算负荷l和设定的性能标准p，调整时间步长δt，使用公式：
27、
28、其中，γ是规避分母为零而添加的小常数，得到调整后的时间步长δt；
29、s213：将调整后的时间步长δt与原始时间步长进行对比，分析优化效果，获得时间步长优化数据。
30、本专利技术改进有，所述新产生的行星位置和速度数据的检测步骤具体为：
31、s311：基于所述时间步长优化数据，实时收集行星的位置和速度数据，得到当前行星的运动状态；
32、s312：对连续收集到的行星位置和速度数据进行分析，计算每个仿真时间步内的位置变化δpos和速度变化δvel，使用公式：
33、δpos＝poscurrent-posprevious
34、和
35、δvel＝velcurrent-velprevious
36、其中，poscurrent和velcurrent分别表示当前时间步的位置和速度，posprevious和velprevious表示上一时间步的位置和速度；
37、s313：使用变化率公式，计算行星位置和速度的变化趋势，评估仿真的稳定性和动态行为：
38、
39、得到新产生的行星位置和速度数据，其中，α和β是权重因子，用于控制位置和速度变化的影响，κ是调整系数，用于调节趋势的总体敏感度，δt是当前时间步长，r是时间步长的幂次，用于调整时间的影响，p和q是幂次，用于优化位置和速度变化的非线性影响。
40、本专利技术改进有，所述细化调整的步长数据的获取步骤具体为：
41、s321：根据所述新产生的行星位置和速度数据，与当前时间步长进行分析，采用公式调整时间步长，响应行星动态的变化：
42、
43、得到新时间步长δtnew，其中，λ是调整灵敏度参数，控制趋势变化对时间步长调整的敏感性，σ是趋势影响强度的指数，优化非线性影响，ν是时间调整强度的根数，用于细化时间步长调整的影响，δt为当前时间步长；
44、s322：对新计算的时间步长δtnew进行评估，与当前时间步长δt进行对比，获取细化调整的步长数据。
45、本专利技术改进有，所述新数据与现有数据的合并步骤具体为：
46、s411：基于所述细化调整的步长数据，收集仿真周期末产生的新数据，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.行星动态交互仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述行星之间的距离和相对速度的计算步骤具体为：
3.根据权利要求2所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述行星轨道参数和引力场的测量步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述时间步长优化数据的获取步骤具体为：
5.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述新产生的行星位置和速度数据的检测步骤具体为：
6.根据权利要求5所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述细化调整的步长数据的获取步骤具体为：
7.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述新数据与现有数据的合并步骤具体为：
8.根据权利要求7所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述仿真周期综合数据的获取步骤具体为：
9.行星动态交互仿真系统，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的行星动态交互仿真方法执行，所述系统包括：
【技术特征摘要】
1.行星动态交互仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述行星之间的距离和相对速度的计算步骤具体为：
3.根据权利要求2所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述行星轨道参数和引力场的测量步骤具体为：
4.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述时间步长优化数据的获取步骤具体为：
5.根据权利要求1所述的行星动态交互仿真方法，其特征在于，所述新产生的行星位...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞林，谭志强，张俊杰，刘伟，亓瑞瑞，
申请(专利权)人：北京国星创图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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