@@ -0,0 +1,258 @@
% 作者：IC设计者笔记
% 链接：https://www.zhihu.com/question/301995846/answer/3012429972
% 来源：知乎
% 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
clc ;clear ;
h1= figure(' name' ' 太阳系模型' ' position' 0 25 2000 1200 ],' color' 0 0 0 ]);
xlabel(' x' ' y' ' z'
[x ,y ,z ]=sphere ;
hold on ;
axis equal ;
set(gca ,' xlim' 13 13 ],' ylim' 13 13 ],' zlim' 8 8 ]);% 设置坐标系范围
% 设置球体大小
r0= 2 ;r1= 0.8 ;r2= 1 ;r3= 0.3 ;r4= 0.1 ;% 设置星球半径
x0= r0 * x ;y0= r0 * y ;z0= r0 * z ;% 太阳
x01= r1 * x ;y01= r1 * y ;z01= r1 * z ;% 金星
x02= r2 * x ;y02= r2 * y ;z02= r2 * z ;% 地球
x03= r3 * x ;y03= r3 * y ;z03= r3 * z ;% 月球
x04= r4 * x ;y04= r4 * y ;z04= r4 * z ;% 金星一号
w= 0 : 0.01 * pi : 2 * pi ;
pausetime= 0.002 ;% 暂停时间
t= 0 ;uint64(t );% 记录时间的参数
Q= pi / 4 ;% 月球旋转平面的倾斜角
step= 0 ;% 飞船太空旅行所经阶段
stop_time= 0 ;% 飞船停止时间
stop_n= 100 ;% 飞船到达金星后在进行表面停留stop_n个时间单位
rad_s= 0.01 * pi ;% 发射信号所占用角度
signal_rad= 0 ;% 信号传播方向角
signal_n= 40 ;% 信号时域压缩比
signal_q= 0 ;% 信号发射累积角度
signal_q1= 0.02 * pi ;% 信号采样间隔
signal_speed= 0.1 ;% 信号传播速度
signal_speed_n= int32(r2 / signal_q1 );% 信号传至地球后消失
signal_long= 0 ;% 信号距地球距离
mark_4_m= 0 ;% 飞船围绕月球旋转标记
moon_s= 1 ;% 飞船飞向月球期间，月球转过的圈数
begin_moon= 0 ;% 飞船飞向月球标志
s_x= [];s_y= [];s_z= [];% 信号采样点数组
tt= 0 ;
long1= 6 ;% 太阳和金星间的距离
long2= 10 ;% 太阳和地球间的距离
long3= 2 ;% 月亮和地球间距
long4= 1.5 ;% 飞船和金星的距离
long4_m= 0.6 ;% %飞船和月亮的距离
ship_long= long2 - r2 ;% 飞船起始点距太阳中心的距离
ship_long0= long4 + long1 ;% 飞船圆周运动时距太阳中心的距离；
ship_long_temp= long2 - long1 - r1 ;% 飞船与地球的距离
speed1= 0.004 * pi ;% 金星运行速度
speed2= 0.002 * pi ; % 地球运行速度
speed3= 0.03 * pi ;% 月亮运行角速度
ship_speed1= 0.02 ;% 飞船直线飞行速度
ship_speed2= speed2 ;% 飞船运行初始角速度
ship_speed_m= 0.08 * pi ;% 飞船围绕月亮运行速度
speed_add= 0.0003 * pi ;% 控制飞船的加速系数
ship_speed2_max= 0.03 * pi ;% 飞船运行最大角速度
ship_n= 5 ;ship_m= 5 ;% 飞船围绕金星旋转 ship_n 周后着陆；在金星表面考察ship_m周后返回；
ship_drop= 0.01 ;% 飞船着陆速度
ship_Q= 0 ;% 飞船围绕月亮运行时的倾斜角
rad4_3= 0 ;% 飞船绕月时转过的角度
lamp= 0 ;lamp_n= 8 ;% 灯光标记,时间t每隔n次灯光变化一次
ship_rad= pi / 4 ;% 地球转至此弧度处时发射飞船
rad1= 0 -(speed1 - speed2 )*(ship_rad / speed2 +(ship_long - ship_long0 )/ship_speed1 );
% 金星起始的弧度,使飞船刚好可以围绕金星运动
rad2= 0 ;% 地球起始弧度
rad3= 0 ;% 月球起始弧度
rad4= 0 ;% 飞船起始弧度
rad4_z= 0 ;% 飞船z向公转起始弧度
rad4_3= 0 ;% 飞船围绕月球旋转过的角度
x1= x01 + long1 * cos(rad1 );
y1= y01 + long1 * sin(rad1 );z1= z01 ;% 金星所在处的坐标
% text(0,long1,1.5,'金星');
x2= x02 + long2 * cos(rad2 );
y2= y02 + long2 * sin(rad2 );z2= z02 ;% 地球所在处的坐标
% text(0,long2,1.5,'地球');
x3= x03 + long2 * cos(rad2 )+long3 * cos(rad3 )*sin(Q );
y3= y03 + long2 * sin(rad2 )+long3 * sin(rad3 );
z3= z03 + long3 * cos(rad3 )*sin(Q );% 月球所在处的坐标
col0= randn(size(z0 ));% 随机取色
hand2= surf(x2 ,y2 ,z2 ,col0 );% 显示地球
hand1= surf(x1 ,y1 ,z1 );% 显示金星
set(hand1 ,' facecolor' 0.3 0.6 0.3 ],' edgecolor' 0.4 0.5 0.4 ]);
shading interp ;% 设置颜色为过渡
% get(hand1)
hand3= surf(x3 ,y3 ,z3 );% 显示月球
set(hand3 ,' facecolor' 0.2 0.2 0.2 ],' edgecolor' ' none' ' facelighting' ' none'
hand0= surf(2 * x0 ,2 * y0 ,2 * z0 );% 显示太阳
% text(x0,y0,z0,'太阳');
set(hand0 ,' facecolor' ' w' ' edgecolor' ' w' ' facelighting' ' none' ' markersize' 5 ,' MarkerFaceColor' ' w' % 设置太阳颜色为红色
light(' color' ' w' ' style' ' local' ' position' 0 0 0 ]);% 在太阳中心添加光源
% 绘制月球路径跟随线
line3_sx= long2 * cos(rad2 )+long3 * cos(rad3 )*sin(Q );
line3_sy= long2 * sin(rad2 )+long3 * sin(rad3 );
line3_sz= long3 * cos(rad3 )*sin(Q );
line3_hand_s= plot3(line3_sx ,line3_sy ,line3_sz );
line1_x= long1 * cos(w );line1_y= long1 * sin(w );line1_z= line1_x * 0 ;
plot3(line1_x ,line1_y ,line1_z ,' linewidth' 3 ,' color' 0.4 0.4 0.4 ]);% 绘制金星轨迹线
line2_x= long2 * cos(w );line2_y= long2 * sin(w );line2_z= line2_x * 0 ;
plot3(line2_x ,line2_y ,line2_z ,' linewidth' 3 ,' color' 0.4 0.4 0.4 ]);% 绘制地球轨迹线
line3_x= long3 * cos(w )*cos(Q );line3_y= long3 * sin(w );line3_z= long3 * cos(w )*sin(Q );
l3_hand= plot3(line2_x ,line2_y ,line2_z ,' linewidth' 1.5 ,' color' ' b' % 绘制月球轨迹线
axis off ;
while 1
if rad2 >= ship_rad % 判断是否发射飞船
switch step
case 0 % 初始：发射飞船
rad4= rad2 ;
x4= x04 + ship_long * cos(rad4 );% 定位飞船初始坐标
y4= y04 + ship_long * sin(rad4 );
z4= z04 ;
hand4= surf(x4 ,y4 ,z4 );
set(hand4 ,' facecolor' ' g' ' edgecolor' ' g' ' facelighting' ' none' % 设置飞船颜色
ship_rad= rad2 ;% 记录飞船发射时地球转过的角度
step= step + 1 ;
case 1 % 第一步：飞向金星
x4= x04 + ship_long * cos(rad4 );% 定位飞船坐标
y4= y04 + ship_long * sin(rad4 );
rad4= rad4 + speed2 ;% 定位飞船公转角度
ship_long= ship_long - ship_speed1 ;% 接近金星
if ship_long <= ship_long0 % 到达距金星1.5长度的位置后，进入第三步：环绕金星运动
step= step + 1 ;
end ;
case 2 % 第二步：围绕金星公转
x4= x04 + long1 * cos(rad1 )+long4 * cos(rad4 );% 定位飞船坐标
y4= y04 + long1 * sin(rad1 )+long4 * sin(rad4 );
z4= z04 ;
if (rad4 <=(ship_n + ship_m )*2 * pi )||(mod(rad4 - rad1 ,2 * pi )>=(ship_speed2_max - speed1 )*pi )
% 当飞船围绕金星运行ship_n+ship_m圈，且背离太阳时停止公转
if (ship_speed2 < ship_speed2_max )&&(rad4 <= ship_n * 2 * pi )
ship_speed2= ship_speed2 + speed_add ;% 控制飞船加速，加速系数speed_add
end ;
if rad4 >= ship_n * 2 * pi % 判断飞船是否开始着陆
if long4 > r1 + r4 ;% 判断飞船是否到达金星地面，若否，则继续降落
long4= long4 - ship_drop ;
end ;
if ship_speed2 > speed_add ;
ship_speed2= ship_speed2 - speed_add ;% 控制飞船减速
elseif (long4 <= r1 + r4 )&&(stop_time <= 0 )
ship_speed2= 0 ;
stop_time= t + stop_n ;% 飞船在金星停留stop_n个时间单位
end ;
if (stop_time > 0)&&( t > stop_time )&&(ship_speed2 < ship_speed2_max )
ship_speed2= ship_speed2 + 2 * speed_add ;% 控制飞船加速，加速系数speed_add
end ;
end ;
rad4= rad4 + ship_speed2 ;
elseif (ship_speed2 ~= 0 )&&(rad4_z == 0 )
ship_speed2= 0 ;
else
if ship_speed2 < ship_speed2_max
ship_speed2= ship_speed2 + speed_add ;
end ;
if rad4_z < 2* pi * 3
rad4_z= rad4_z + ship_speed2 ;
end ;
end ;
if rad1 - rad2 >= 2 * pi % 当金星超越地球一周时，进行第三步
step= step + 1 ;
end ;
case 3 % 离开金星，并向地球传播信息
rad4= rad4 + speed2 ;% 飞船与地球同步
ship_long= long1 + r1 + r4 ; % 找到此时飞船与太阳的距离
if rad2 < 5* pi / 2
while signal_q < 2* pi / signal_n % 发射8个周期的正弦波
temp_z= sin(signal_q * signal_n )*0.2 ;% 定位波形点
temp_y= ship_long * sin(rad4 );
temp_x= ship_long * cos(rad4 );
s_z= [s_z ,temp_z ];s_y= [s_y ,temp_y ];s_x= [s_x ,temp_x ];% 扩展数组，显示正弦信号的产生过程
s_x= s_x + signal_q1 * cos(rad4 );s_y= s_y + signal_q1 * sin(rad4 );% 正弦波向前运动
if (signal_q == 0 )&&(signal_long <= ship_long );
signal_hand= plot3(s_x ,s_y ,s_z );signal_rad= rad4 ;
set(signal_hand ,' color' 1 0 0 ]);
signal_long= ship_long ;
else
set(signal_hand ,' XData' s_x ,' YData' s_y ,' ZData' s_z );signal_long= signal_long + signal_q1 ;
end ;
signal_q= signal_q + signal_q1 ;
end ;
signal_q= 0 ;
end ;
s_x= s_x + signal_speed * cos(rad4 );
s_y= s_y + signal_speed * sin(rad4 );
set(signal_hand ,' XData' s_x ,' YData' s_y ,' ZData' s_z );
signal_long= signal_long + signal_speed ;
if signal_long > long2
if length(s_x )>signal_speed_n
s_x(1 : signal_speed_n )=[];
s_y(1 : signal_speed_n )=[];
s_z(1 : signal_speed_n )=[];
signal_long= signal_long - r2 ;
else
set(signal_hand ,' color' 0 0 0 ]);
step= step + 1 ;
end ;
end ;
x4= x04 + ship_long * cos(rad4 );y4= y04 + ship_long * sin(rad4 );
case 4 % 飞向地球
if ship_long < long2
ship_long= ship_long + ship_speed1 ;
end ;
x4= x04 + ship_long * cos(rad4 );y4= y04 + ship_long * sin(rad4 );
rad4= rad4 + speed2 ;
end ;
set(hand4 ,' XData' x4 ,' YData' y4 );
if mod(t ,lamp_n )==0 % t每隔lamp_n次灯光变化一次
lamp= ~lamp ;
end ;
if lamp
set(hand4 ,' facecolor' ' g' ' edgecolor' ' g' ' facelighting' ' none'
else
set(hand4 ,' facecolor' ' r' ' edgecolor' ' r' ' facelighting' ' none'
end ;
end ;
rad1= rad1 + speed1 ;
rad2= rad2 + speed2 ;
rad3= rad3 + speed3 ;
x1= x01 + long1 * cos(rad1 );y1= y01 + long1 * sin(rad1 );
set(hand1 ,' XData' x1 ,' YData' y1 );% 移动金星位置
x2= x02 + long2 * cos(rad2 );y2= y02 + long2 * sin(rad2 );% 地球所在处的坐标
set(hand2 ,' XData' x2 ,' YData' y2 );% 移动地球位置
x3= x03 + long2 * cos(rad2 )+long3 * cos(rad3 )*cos(Q );
y3= y03 + long2 * sin(rad2 )+long3 * sin(rad3 );
z3= z03 + long3 * cos(rad3 )*sin(Q );% 月球所在处的坐标
set(hand3 ,' XData' x3 ,' YData' y3 ,' ZData' z3 );% 移动月球位置
line3_x= long3 * cos(w )*cos(Q )+long2 * cos(rad2 );line3_y= long3 * sin(w )+long2 * sin(rad2 );
set(l3_hand ,' XData' line3_x ,' YData' line3_y ,' ZData' line3_z );% 绘制月球轨迹线
% 扩充月亮跟随线，当线到达一定长度后停止增长
line3_sx= [line3_sx ,long2 * cos(rad2 )+long3 * cos(rad3 )*cos(Q )];
line3_sy= [line3_sy ,long2 * sin(rad2 )+long3 * sin(rad3 )];
line3_sz= [line3_sz ,long3 * cos(rad3 )*sin(Q )];
if (length(line3_sx )>10* pi / speed3 )
line3_sx(1 )=[];
line3_sy(1 )=[];
line3_sz(1 )=[];
end ;
% set(line3_hand_s,'XData',line3_sx,'YData',line3_sy,'ZData',line3_sz,'color',[1 0 0]);
pause(pausetime );
t= t + 1 ;
drawnow ;
end ;
0xlitf created this gist