《STK培训教材》PPT课件.ppt
《《STK培训教材》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《STK培训教材》PPT课件.ppt(327页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1,Satellite Tool Kit 培训教材,Satellite Tool Kit,STK中国技术支持中心北京宏宇航天技术应用公司地址:北京海淀知春路82号,航天大厦0715室 电话:010-68745117,2,Satellite Tool Kit,STK基本操作用户界面创建场景场景对象场景图形设置文件管理STK工具报告图表动态显示动态图表可见性分析STK专业版高级分析功能高经度轨道预报长期轨道预报卫星寿命计算高分辨率地图和地形数据,链路与星座连接模块三维显示模块工具条鼠标运用对象属性工具活动关节模型开发环境制作动画,课程内容,3,Satellite Tool Kit,STK用户界面S
2、TK专业版STK基本练习STK工具练习STK专业版练习STK模块练习,4,Satellite Tool Kit,STK 用户界面,5,对象、类、实例,STK用户界面,Application ClassSTK,Scenario ClassstkDemo,Area Target Class*SearchArea,Facility ClassKing of Prussia,Planet ClassJupiter,Star ClassAlpha Centauri,Target ClassIraq,Satellite Class*Shuttle,Sensor ClassFieldOfView,Senso
3、r ClassUplink,Sensor ClassDownlink,面向对象设计分级组织结构Scenario(场景)可包含的对象有卫星、飞机、船、车辆、运载、导弹、地面站、行星、恒星、目标、区域目标以及遥感器、接收机、转发器、雷达等。,STK应用程序,场景,*卫星是场景中可建立的6种运动对象之一*区域目标仅在专业版中可用,6,类和实例,STK用户界面,Scenario Class,StkDemo,Area Target*,Facility,Planet,Star,Target,Satellite,场景类,*卫星是场景中可建立的6种运动对象之一*区域目标仅在专业版中可用,WhiteSands,
4、Baikonur,Iraq,YellowStonePark,Mars,Moon,Sun,Regulus,Amazonl,CalibrationTgt23,ERSI,Sensor Class,Track1,Uplink1,Sensor Class,10DegMinElev,Sensor Class,SAR,7,浏览窗口,STK用户界面,分级对象浏览彩色对象图标6个菜单FilesEditPropertiesToolsWindowsHelp,8,地图窗口,STK用户界面,多个地图窗口多种投影类型5级地图细节背景地图全球特性,显示/关闭 经纬度网格使用RWDB地图特征更新地图显示细节,可以显示/关闭。
5、,9,选择对象,STK用户界面,触发按钮与复选开关在对立的选项间切换单选按钮在一组项目中选择单项功能菜单点击按钮或下拉箭头列表选择多个项目,10,配置场景,STK用户界面,时间周期开始、结束、周期动画开始结束/循环时间时间步长/X倍实时/实时更新/高速单位距离、时间、日期、角度、质量、功率、频率、短距离单位、经度单位、纬度单位数据库默认数据库,地形指定使用地形数据的区域描述短、详细,11,地面站定义,STK用户界面,位置类型Geodetic(测量),Spherical(球形),Cartesian(笛卡儿),Cylindrical(圆柱),Geocentric(地心)纬度(-90至90)经度(-
6、360至360)海拔高度地方时偏差AzElMask(方位角/仰角遮罩)以地形数据定义指定高度调整描述,12,STK运动对象,STK用户界面,6种运动对象卫星飞机、船、地面车辆使用Great Arc预报器使用路径点计算行程运载使用简单上升预报器导弹使用Ballistic弹道预报器,13,定义卫星,STK用户界面,Basic 基本属性Orbit 轨道Attitude 姿态Pass Break 轨迹断点Mass 质量Description 描述Graphic 图形Attributes,Pass,Display Times,ContoursConstraints 约束Basic,Sun,Tempora
7、l,Advanced,14,定义卫星轨道,STK用户界面,轨道向导可快速定义各种类型的卫星轨道太阳同步,对地静止,重复轨道,重复轨道太阳同步,大椭圆轨道,临界倾角,临界倾角太阳同步,圆轨道可用的轨道预报法二体,J2&J4,MSGP4,HPOP,LOP,外部文件定义边界条件输出星历,15,定义Great Arc运动对象,STK用户界面,航迹手工输入路径点或在地图窗口点取可选择Great Arc预报器或使用外部文件姿态定向,图形属性、显示时间约束基本、太阳、时间仅飞机可用数种高级约束,16,定义运载火箭和导弹,STK用户界面,弹道运载可选简单上升预报器或外部文件导弹弹道预报器或外部文件姿态定向图形
8、属性,显示时间,轮廓线约束基本,太阳,时间,高级,17,定义行星与恒星,STK用户界面,行星通过JPL DE405、解析法,或外部文件定义恒星通过位置、固有运动和量级定义赤经/赤纬图形属性,18,定义区域目标,STK用户界面,Boundary 边界手工输入边界线点或在地图窗口点取Centroid 质心自动计算质心测地、球形、笛卡儿、圆柱、地心图形属性约束基本、时间,19,遥感器指向,STK用户界面,指向类型Targeted 指向目标Target Times-指向时间Boresight Type 瞄准类型-跟踪或固定Orientation Method 定位法-Az-El,Quaternion,
9、Euler Angles,YPR About Boresight-Rotating or Hold Level,20,动画显示场景,STK用户界面,直观显示基于时间的相互关系与作用卫星沿地面轨迹移动遥感器地面覆盖投影动态分析场景对象定义须在动画时间周期内,打印窗口,复制到剪贴板,反向步进,反向动画,暂停动画,重置动画,播放动画,正向步进,减小步长,增大步长,放大窗口,缩小窗口,测量距离,2:1长宽比,地图属性,地图样式,21,对象可见性分析,STK用户界面,计算并显示可见周期和AER(方位角、仰角、斜距)数据显示可见视线遥感器可视范围对象约束最小/最大方位角、仰角、斜距、擦地高度、擦地角光照条
10、件约束详细的报告和图表,22,生成报告,STK用户界面,预定义报告星历数据、姿态数据、太阳角度、可见性报告、AER报告、约束数据可调整时间周期自定义报告内容,23,生成图表,STK用户界面,预定义图表比较与分析不同数据元素自定义图表可选沿时间XY,XY,Interval区间图,Polar极线图,Polar 90图表样式通过简单易懂得格式显示复杂数据,24,显示动态数据,STK用户界面,使用Dynamic Display(动态显示)和Strip Chart(动态图表)工具与报告和图表相同的界面和功能预定义样式动画期间更新数据,25,数据库,STK用户界面,26,外部文件,STK用户界面,STK可
11、以输入用户按适当文件格式生成的外部数据文件外部文件必须按Keyword Groups关键词组以块格式排列以BEGIN和组名称(如 BEGIN Attitude)开始文件头以END和组名称(如 END Attitude)在文件结尾块信息由keywords关键词组成keywords关键词(例,NumberOfAttitudePoints)Value数值(例,3)关键词和数值组成关键词短语(例,NumberOfTorques 20),27,外部文件,STK用户界面,外部文件格式举例:stk.v.4.2.1BEGIN AzElMaskNumberOfPoints 4BEGIN AzElMaskData
12、 1 0.000 4.552 2 1.000 4.635 3 2.000 4.717 4 3.000 4.798END AzElMask,28,外部文件类型与扩展名,STK用户界面,29,Satellite Tool Kit,STK 专业版,30,STK专业版,STK专业版,高级分析功能高精度轨道预报(HPOP)长期轨道预报(LOP)卫星寿命计算(Lifetime),31,STK专业版,高级分析功能,高级分析功能姿态仿真与指向遥感器定义与约束航天动力学数据可视化数据管理,32,STK专业版,HPOP高精度轨道预报,生成多种类型的卫星轨道数据使用一整套高保真力学模型JGM2提供目前已知的最高精度
13、的力学模型月球/太阳点质量重力影响使用美国海军天文台压缩星历预报太阳和月球的位置大气阻力模型使用1960 Jacchia、1971 Jacchia、Jacchia Roberts、1976 Standard或Harris Priester阻力模型计算大气阻力密度太阳光压定义对象为反射球体或黑体可以处理圆轨道、椭圆轨道、抛物线轨道、双曲线轨道距离从地球表面直到月球计算考虑了大多数可预测的地球运动春分/秋分点进动、地球章动、周日的旋转、质心位移计算主要天文时间系统间差异计算UTC、TAI和TDT差异,33,STK专业版,LOP长期轨道预报,精确预报数月或数年之后的卫星轨道应用领域:长期任务设计燃料
14、预算有效期研究使用变化参数接近法综合分析导出运动方程,计算轨道摄动的平均影响允许大的、多重轨道时间步长,在高保真计算轨道参数时显著改善了计算速度考虑大气阻力和地球扁率使用1976标准大气阻力模型计算阻力影响考虑地球扁率影响(通过J21)考虑等轴谐波的谐振影响,太阳和月球重力以及太阳光压基于NASA喷气推进实验室(JPL)开发的算法,34,STK专业版,Lifetime卫星寿命计算,用于评估:卫星轨道保持时间轨道衰退日期卫星运行总寿命衰退轨道运行圈数计算大气阻力影响快速计算并生成结果计算考虑太阳和月球引力场和太阳光压,35,Satellite Tool Kit,STK 练习,36,STK练习,S
15、TK练习,STK基本练习生成卫星轨道输入卫星及星历数据(MSGP4&TLE)太阳同步轨道使用遥感器STK工具练习生成报告生成图表计算可见性Walker星座,37,STK练习,STK练习,STK专业版练习使用高级分析功能阻力问题使用Lifetime卫星寿命计算工具使用LOP长期轨道预报器使用高分辨率地图和三维地形数据STK模块练习Chains链路模块:链路与星座Chains链路模块:分析通信卫星星座Connect连接模块:连接VO三维显示模块:STK/VO工具,38,Satellite Tool Kit,STK 基本练习,39,Satellite Tool Kit,STK基本练习生成卫星轨道输入
16、卫星及星历数据(MSGP4&TLE)太阳同步轨道使用遥感器,40,STK基本练习,STK练习:生成卫星轨道,目标:建立一颗低轨卫星low-Earth orbit(LEO)建立一颗中轨卫星medium-Earth orbit(MEO)建立一颗大椭圆轨道卫星highly elliptical orbit(HEO)建立一颗地球同步轨道卫星 geosynchronous orbit(GEO)观察不同类型轨道的差异,41,STK基本练习1:生成卫星轨道,练习目的,目的:在这个练习当中将学习应用六个轨道参数确定卫星轨道的大小、形状、轨道方位及卫星在轨道上的位置。这六个轨道参数可分为三类:两个轨道参数确定轨
17、道大小和形状 三个轨道参数确定轨道的方位 一个参数确定卫星在轨道上的位置,42,轨道大小和形状参数,轨道大小和形状参数:这两个参数是相互关联的,第一个参数定义之后第二个参数也被确定。,STK基本练习1:生成卫星轨道,43,决定轨道大小和形状的参数,如果偏心率为0,地球将位于轨道的圆心,轨道大小和形状参数,STK基本练习1:生成卫星轨道,44,位置参数(3 个)确定轨道大小和形状后,须确定轨道平面的位置,以下三个参数与轨道位置有关:,轨道位置参数,STK基本练习1:生成卫星轨道,45,倾角,升交点赤经,位置参数:,轨道位置参数,STK基本练习1:生成卫星轨道,近地点幅角,46,卫星位置参数(1
18、个),卫星位置参数,STK基本练习1:生成卫星轨道,47,如何输入轨道参数,如何输入轨道参数:在卫星BASIC属性Orbit 栏中设置卫星的六个轨道参数。,6个经典轨道参数,STK基本练习1:生成卫星轨道,48,如何输入轨道参数,轨道大小和形状,轨道位置,卫星位置,STK基本练习1:生成卫星轨道,49,建立一颗低轨卫星,步骤:建立一颗低轨卫星 Low-Earth Orbit(LEO),在STK浏览窗口左侧,单击Satellite按钮。如果轨道生成向导Orbit Wizard 出现,单击Cancel取消。将这颗卫星命名为LEO。在浏览窗口中选中LEO satellite,单击右键,在弹出菜单中选
19、择Basic属性。在Orbit栏,设置如下参数:,STK基本练习1:生成卫星轨道,50,建立一颗低轨卫星,在Orbit栏,设置如下参数:,注释:单击Semimajor Axis右侧的下拉菜单将参数改为Period。,STK基本练习1:生成卫星轨道,51,建立一颗低轨卫星,低地球轨道Low-Earth Orbit(LEO)典型的低地球轨道通常为椭圆或圆轨道,高度低于2000公里。在这个高度上的卫星回归周期在90分钟到2小时之间。低地球轨道通信卫星的覆盖范围在30004000公里之间。卫星在地平面出现的最长时间是20分钟,用这种轨道建立全球卫星通信系统需要配置大量的卫星在不同的轨道面上。当卫星用户
20、移动到地平面以下时,卫星必须将通信信号移交给同一轨道上或临近轨道的另一颗卫星以保持连续通信。低轨卫星受大气阻力的影响轨道位置会不断下降。目前主要的低轨卫星系统为全球星GlobalstarTM(48+8 颗卫星分布在8个轨道平面,轨道高度1400公里),铱星Iridium(66+6 颗卫星分布于6个轨道平面上,高度780公里)。,STK基本练习1:生成卫星轨道,52,建立一颗中轨卫星,步骤:建立一颗中轨卫星 Medium-Earth Orbit(LEO),建立一颗新卫星,如果轨道生成向导出现,取消它。命名这颗卫星为MEO。在浏览窗口选中MEO卫星,修改Basic属性。在Orbit 栏,输入参数:
21、,STK基本练习1:生成卫星轨道,53,建立一颗中轨卫星,在Orbit 栏,输入参数:,注释:将半长轴Semimajor Axis改为远地点高度 Apogee Altitude。改变RAAN 为升交点经度Lon.Ascn.Node(Longitude of the Ascending Node).,STK基本练习1:生成卫星轨道,54,建立一颗中轨卫星,中地球轨道Medium-Earth Orbit(MEO)通过将卫星高度参数设置为10000公里,生成了一个中圆轨道,轨道的远地点和近地点高度相同,回归周期为6小时。卫星在地平面出现的最大时间长度为几小时。应用这种轨道建立全球通信卫星系统只需要2
22、到3个轨道平面即可完成全球覆盖。MEO系统的运行类似于LEO系统,在MEO系统中通信移交的次数较少,但电磁波的传输延迟及损失较大。典型的MEO卫星系统有Inmarsat-P(10+2 satellites in 2 inclined planes at 10,355 km),Odyssey(12+3 satellites in 3 inclined planes,also at 10,355 km)。,注释:要校验卫星的回归周期为6小时,将第一个参数设置为回归周期。输入单位为秒,偏心率设置为0。,STK基本练习1:生成卫星轨道,55,建立大椭圆轨道卫星,建立一颗新卫星,当Orbit Wizar
23、d出现,点击Next。在轨道类型列表中,选择Molniya。点击Next两次,生成轨道,命名卫星为HEO。,技巧:如果轨道向导没有自动出现,在浏览窗口中选中卫星,在Tools菜单中选择Orbit Wizard。,步骤:建立大椭圆轨道卫星 Highly Elliptical Orbit(HEO),STK基本练习1:生成卫星轨道,56,建立大椭圆轨道卫星,大椭圆轨道Highly Elliptical Orbit(HEO)典型的大椭圆轨道近地点约为500公里,远地点约为50000公里。轨道倾角通常为63.4度,向高北纬度地区提供通信服务,选择这个倾角是为了避免轨道拱点的旋转。轨道的回归周期在8小时到
24、24小时。由于轨道的偏心率很大,卫星轨道周期的2/3时间在远地点,对地面观察者来说它几乎总是出现在固定的地点。卫星低于地平面的时间很短,为避免信号中断,卫星信号需要传递给同一轨道面的另一颗卫星。这种轨道的信号损失和延迟与地球同步卫星相当。典型的HEO卫星系统有:俄罗斯的Molniya卫星系统,三颗卫星分布间隔为120度,轨道回归周期12小时,远地点为39354公里,近地点为1000公里。,STK基本练习1:生成卫星轨道,57,建立一颗地球同步轨道卫星,步骤:建立一颗地球同步轨道卫星Geostationary Orbit(GEO),在浏览窗口点击Satellite按钮,如果轨道向导没有自动出现,
25、可以在Tools菜单选择Orbit Wizard。单击Next进入下一页,选择Geostationary地球同步轨道,再次点击Next。设定经度为-80度,然后点击Next,最后点击Finish生成轨道。将卫星命名为GEO。,注释:记住定时保存scenario(场景)。,STK基本练习1:生成卫星轨道,58,建立一颗地球同步轨道卫星,地球同步轨道和对地静止轨道Geosynchronous&Geostationary Orbits 地球同步轨道的回归周期是1个恒星日(1436.1 分钟)。对地静止轨道是地球同步轨道的一种特例,在赤道附近,倾角和偏心率均为0的圆轨道。对地静止轨道卫星始终固定在地球
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- STK培训教材 STK 培训教材 PPT 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5453850.html