STK實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星軌道全參數(shù)仿真

1、文案大全實(shí)驗(yàn)一衛(wèi)星軌道參數(shù)仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解STK的基本功能；2、掌握六個(gè)軌道參數(shù)的幾何意義；3、掌握極地軌道、太陽(yáng)同步軌道、地球同步軌道等典型軌道的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境衛(wèi)星仿真工具包STK三、實(shí)驗(yàn)原理（1）衛(wèi)星軌道參數(shù)六個(gè)軌道參數(shù)中，兩個(gè)軌道參數(shù)確定軌道大小和形狀，兩個(gè)軌道參數(shù)確定軌道平面在空間中的位置，一個(gè)軌道參數(shù)確定軌道在軌道平面內(nèi)的指向，一個(gè)參數(shù)確定衛(wèi)星在軌道上的位置。軌道大小和形狀參數(shù)：這兩個(gè)參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，第一個(gè)參數(shù)定義之后第二個(gè)參數(shù)也被確定。第二個(gè)參數(shù)第一個(gè)參數(shù)semimajoraxis半長(zhǎng)軸Eccentricity偏心率apogeeradius遠(yuǎn)地點(diǎn)半徑apogeealt

2、itude遠(yuǎn)地點(diǎn)高度Period軌道周期perigeeradius近地點(diǎn)半徑perigeealtitude近地點(diǎn)高度meanmotion平動(dòng)Eccentricity偏心率Eccentricity偏心率圖1決定軌道大小和形狀的參數(shù)軌道位置參數(shù)：軌道傾角（Inclination）軌道平面與赤道平面夾角升交點(diǎn)赤經(jīng)（RAAN）赤道平面春分點(diǎn)向右與升交點(diǎn)夾角近地點(diǎn)幅角（argumentofperigee）升交點(diǎn)與近地點(diǎn)夾角衛(wèi)星位置參數(shù)：表1衛(wèi)星位置參數(shù)參數(shù)說(shuō)明TrueAnomaly真近點(diǎn)角（近地點(diǎn)與衛(wèi)星之間的地心角距，從近地點(diǎn)沿衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向度量）MeanAnomaly平近點(diǎn)角（衛(wèi)星從近地點(diǎn)開(kāi)始按平均軌道

3、角速度運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度）EccentrieAnomaly偏近點(diǎn)角（近地點(diǎn)和衛(wèi)星對(duì)軌道長(zhǎng)軸垂線的反向延長(zhǎng)線與橢圓外切圓的交點(diǎn)之間的圓心角距）ArgumentofLatitude緯度幅角（升交點(diǎn)到衛(wèi)星的地心張角，從升交點(diǎn)沿衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向度量）TimePastAscendingNode過(guò)升交點(diǎn)時(shí)間TimePastPerigee過(guò)近地點(diǎn)時(shí)間（2）星下點(diǎn)軌跡在不考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，航天器的星下點(diǎn)軌跡直接用赤經(jīng)a、赤緯6表示（如圖2）。直接由軌道根數(shù)求得航天器的赤經(jīng)赤緯。圖2航天器星下點(diǎn)的球面解法在球面直角三角形SND中：sm0=smismu=smism（+f）<a=Q+Aa（1）tanAa=cositan

4、u=cositan（+f）由于地球自轉(zhuǎn)和攝動(dòng)影響，相鄰軌道周期的星下點(diǎn)軌跡不可能重合。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為®e，t°時(shí)刻格林尼治恒星時(shí)為SG0，則任一時(shí)刻格林尼治恒星時(shí)S&可表示成：SG=SG0+°E(t-10)在考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，星下點(diǎn)地心緯度申與航天器赤緯§仍然相等，星下點(diǎn)經(jīng)度(尢)與航天器赤經(jīng)a的關(guān)系為：PX=aSG=aS(tt)<GG0E0(3)q=0將(i)代入上式，得到計(jì)算空間目標(biāo)星下點(diǎn)地心經(jīng)緯度a,申)的公式，即空間目標(biāo)的星下點(diǎn)軌跡方程為：X=Q+arctan(cosi-tanu)S(tt)G0E0(4)q=arcsm(smi-s

5、mu)其中申為星下點(diǎn)的地理緯度，X為星下點(diǎn)的地理經(jīng)度，u是緯度幅角，叫為地球自轉(zhuǎn)角速度。由(4)中的第二式可知，i=90°時(shí)，q取極大值q°i二-90。時(shí)，q取極小max值申mi,且有/imax丨180°ii<90°i<90°i>90°,申immi180°i>90°(5)因此，空間目標(biāo)的軌道傾角決定了星下點(diǎn)軌跡能達(dá)到的南北緯的極值。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、結(jié)合六個(gè)軌道參數(shù)的幾何意義，每個(gè)軌道參數(shù)分別取不同值，給出相應(yīng)的三維圖;2、分析二體條件下圓軌道（根據(jù)向?qū)砑樱┝鶄€(gè)軌道參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律;Pn

6、opagstor:InitialSiateTool.StartTims-11Jul2W712：C：<HJH1IJTCGStopTime:問(wèn)ul20莎12:瞄:血器UTLG到StepSze:|®sec亙|GsondEpoch:|1Jan2DDD'1:5S:55.S1GUTCGJCoondT>T：e:|dasscslCoordSystem-|J2uKOrbit申och:|1Jul2(K712:C5:CE.0)UTCGPropSpecific:|SemiinajarAsis|7378.14km衛(wèi)星參數(shù)設(shè)置半長(zhǎng)軸j-LTC-G.itJai200ZOOMODDla7JuUK

7、T-l7CC>iXiXCiEestflwo偏心率45d：網(wǎng)0血伽Gif舊闆屜d30ffi!2445>15ijjL6wr44旳側(cè)伽務(wù)旳H&旳郴?嗨鋼書就Lr<Wgwalmi-Z紳住廉曲0»iLTC-C.iJaJ20OT70D0a00Dla7JudJKTITODiXiW附urwiwui軌道傾角L<WaOMMlSWCHdGWWDGXiWXXiGWWDGXiWXfomcwmwcwoiMPPWxrawM。艸CH換頤茍5Witt'WKwWJ/iX2W?t3MWKO2/y2Wr.J?65M£Wiurc(5j1皿HO?12E0EEiiSSJfc2JO

8、'Qj?Ul»DCDOGfi如I'Wfil升交點(diǎn)赤經(jīng)tr伽扭吩diQfDS1DM030DTPD10DO1fl|£|-C.7P030-A#Z銅WMWJPWijvi7TO?13PPPP.PPPZ/JPPPZPPOTQPPf'aJFWWWWG1Fja'7037肚8CU腫EJ!JSOOTFJOd-flaQB岬疋AfVdee|QK'.!近地點(diǎn)幅角rja'7037UQ3CU2JSOOTFJOd-flaQBTgiWfclURfi-真近點(diǎn)角3、比較分析PolarOrbit、Sun-SynchronousOrbit、HEO、GSO、GEO衛(wèi)星的

9、特點(diǎn),并給出相應(yīng)的圖示說(shuō)明。（1）PolarOrbit（極地軌道）：Propagator:JZPerturbation|Initial5tateTool.IStartTime:StopTime:StepSize:2山1207712:霊:粘.孔二UTD3爭(zhēng)|CooniEpoch:|1Jan2W011:58:55.316UTCGCoordType:|Oassicail二JCoordSystem:J2DDD二PropSpecific:SpecialOptions.OrbitEpoch:|lJul12:霊:陽(yáng)；DDUTCG爭(zhēng)|Educaticn-a'IUseOnly-EducjfticnalL

10、kuOnlyAagitwthInert-ill削陽(yáng)!?p!209?仞江壯TintStep：1BO.OOaec(2)Sun-SynchronousOrbit(太陽(yáng)同步軌道):InitialStateTool.Propagator:|J2F'ertu±iationStartTime:1Jul2lM)712：uD：uu.uuDUTCG空StopTime:2Jul2M712：皿:血.ODDUTCG歲StepSize:|6Dsec空jOrbitEpoch:|1Jul2K712:Cu：uu.ouuUTDGCoordEpoch:|1Jan2CD&11:50:55.816UTCGCo

11、ordType：ClassicalCoordS>nstem:J2DDDPropSpecific:SpecialOptions.|Semimajorr«is|G77S.14km|EGcentriatyJInclinationP97.034deg到ArgumentofPerigeepdeg|RAAN|273.DE£deg|TmeAnomaly卩degTWJ12<-91適D3U«1ST155(3)HEO(高地球軌道):Propagator:|j2Perturbation|InitialStateTool.StartTime:StopTime:StepSize

12、:OrbitEpoch:CoordEpoch:卩兀;恥DDDUTDG到師川20亦12:牴曲.血)11心爭(zhēng)|sec1Jul200712:DD:D100DUTDGCoordType:CoordSystem:|J2OCDPropSpecific:SpecialOptions.VlpogeeAltitude2MDDkmAltitude¥¥dInclination145-degJArgumentofPerigee|q|273.D6j6deg2MDDkmpdeg¥IEwuEDlMinalUse-unty(4)GSO(地球靜止軌道):Propagator:IInitialSta

13、teTod.5tartTime;StopTime:StepSizs:1Jul200712常:髭：常UTCG到2Jul20712:陀d常UTCG160secOrbitEpoch;1Jul2W712;Du；Cu.uu2UTCGCoordEpoch:|1Jan2MJD11:5B:55.816UTDGCoQndType:|ClassicalCoordSystem:J2CDDdPropSpecific:SpecialOptions.|raanjJ|l16deg回|TrueAnomal>r二Jpdeg空|2U120(57O5aiAagi(5)GEO(地球同步軌道):Propagator:|j2PerturbationInitialStateTool.StartTime:|2Jul2DO712:C2:22.223UTDGStopTime:|GOsecStepSize:OrbitEpoch:卩Jul2fW712:叮:麗.髭DUTOG蘭GrariQch:|1Jan2DDD11;5-S;5&am