点在球面多边形内外的判定方法及应用*
2011-01-25黄跃,陈黎,卢宇
天文研究与技术 2011年4期
关键词:区域
黄 跃,陈 黎,卢 宇
(1.北京师范大学天文学系,北京 100875;2.中国科学院高能物理研究所,北京 100039)
南大西洋辐射异常区(SAA)[1],是指位于南美洲东边的南大西洋的地磁异常区域,与相邻区域相比,SAA区域的磁场强度仅为正常区域磁场强度的一半左右,属于负磁异常区。这使得该区高能带电粒子的通量非常大,对过该区的卫星会造成严重危害。因此,很多卫星在经过SAA区时,都要关机保护重要仪器设备,延长卫星运行寿命。在卫星轨道已知的情况下,卫星的开关机计划必须知道卫星是否进入了SAA区。进入SAA区时,如果关机时间提前,将浪费卫星有效运行时间;如果关机时间延后,可能对卫星的仪器造成损坏。离开SAA区时,如果开机时间提前,可能对卫星的仪器造成损坏;如果开机时间延后,将浪费卫星有效运行时间。因此,精确判断卫星进出SAA区,对于仪器保护和观测计划制定是很重要的,这就是点定位问题 (P点是否位于多边形区域R中)。
在计算几何、计算机图形系统、地理信息系统、CAD/CAM等研究领域,判断点在多边形内外是一个基本问题。迄今为止,不少学者对判断平面内点在多边形内外进行了深入研究。目前常用的算法有射线法和角度累加法等[2-4]。射线法是通过在待测点P上任作一条射线L,并统计出射线穿过多边形R的次数,奇数在内,偶数在外(图1)。如果射线与多边形的某一条边共线或经过多边形的顶点时,会出现奇异,需要甄别和判定。
实际的SAA区域为球面多边形区域,用传统的平面内的方法得到的误差较大。……
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