航天任務(wù)模擬工具STK介紹專題培訓(xùn)課件

1、contents應(yīng)用領(lǐng)域及功能概述1STK基本使用規(guī)程2軌道機(jī)動(dòng)模塊介紹3總結(jié)4STK 簡(jiǎn)介STK軟件是由美國(guó)AGI公司開(kāi)發(fā)的衛(wèi)星仿真工具包，是航天工業(yè)領(lǐng)域領(lǐng)先的商業(yè)化分析軟件，可以快速方便地分析復(fù)雜的陸、海、空、天任務(wù)，并提供易于理解的圖表和文本形式的分析結(jié)果，用于確定最佳解決方案。STK支持航天任務(wù)周期的全過(guò)程，包括概念、需求、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、發(fā)射、運(yùn)行和 應(yīng)用等。應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了空間航天器設(shè)計(jì)和操作、通信、導(dǎo)航、遙感、戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)防御、 科學(xué)研究等領(lǐng)域，成為業(yè)界最有影響力的航天軟件之一。STK 簡(jiǎn)介STK 應(yīng)用于各計(jì)劃階段：概念簡(jiǎn)報(bào)、模擬驗(yàn)證、細(xì)部設(shè)計(jì)、演習(xí)、任務(wù)執(zhí)行、訓(xùn)練、宣傳等等。 S

2、TK 制作動(dòng)畫影片經(jīng)常出現(xiàn)在：CNN電視、Discovery電視、NASA 任務(wù)、太空中心簡(jiǎn)報(bào)、軍事演習(xí)指揮所、國(guó)會(huì)報(bào)告等等。STK 使用者包括：指揮官、訓(xùn)練官、作戰(zhàn)官、研究員、工程師、分析師、教師、衛(wèi)星與次系統(tǒng)零組件設(shè)計(jì)制造公司( 天線、太陽(yáng)能板、飛行計(jì)算機(jī)、感應(yīng)器、推進(jìn)器、姿態(tài)控制裝置) 、衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)公司 ( 衛(wèi)星電視、衛(wèi)星電話、衛(wèi)星影像、衛(wèi)星導(dǎo)航) 、國(guó)防 ( 空軍、海軍、陸軍、潛艇、導(dǎo)彈、研發(fā)、制造、情報(bào)、計(jì)劃、海防、軍校) 、學(xué)校( 研究所、大學(xué)) 。軟件功能概述STK的基本分析能力，包括附加的軌道預(yù)報(bào)算法、姿態(tài)定義、坐標(biāo)類型和坐標(biāo)系統(tǒng)、遙感器類型、高級(jí)的約束條件定義，以及衛(wèi)星、城

3、市、地面站和恒星數(shù)據(jù)庫(kù)。STK專業(yè)版對(duì)于特定的分析任務(wù)，提供了附加模塊，可以解決通信分析、雷達(dá)分析、覆蓋分析、軌道機(jī)動(dòng)、精確定軌、實(shí)時(shí)操作等問(wèn)題。軟件功能概述軟件功能概述軟件功能概述軟件功能概述STK基本界面STK基本場(chǎng)景時(shí)間，單位和環(huán)境設(shè)定地面站設(shè)定位置類型Geodetic（測(cè)量）, Spherical（球形）, Cartesian（笛卡兒）, Cylindrical（圓柱）, Geocentric（地心）緯度（-90至90）經(jīng)度（ -360至360）海拔高度地方時(shí)偏差A(yù)zElMask（方位角/仰角遮罩）以地形數(shù)據(jù)定義指定高度調(diào)整描述衛(wèi)星設(shè)定Basic 基本屬性O(shè)rbit 軌道Attitud

4、e 姿態(tài)Pass Break 軌跡斷點(diǎn)Mass 質(zhì)量Description 描述Graphic 圖形Attributes, Pass, Display Times, ContoursConstraints 約束B(niǎo)asic, Sun, Temporal, Advanced衛(wèi)星設(shè)定舉例半長(zhǎng)軸偏心率軌道傾角近地點(diǎn)幅角升交點(diǎn)赤經(jīng)真近點(diǎn)角另外幾種對(duì)象設(shè)定指向類型Targeted 指向目標(biāo)Target Times-指向時(shí)間Boresight Type 瞄準(zhǔn)類型-跟蹤或固定對(duì)象可見(jiàn)性分析計(jì)算并顯示可見(jiàn)周期和AER（方位角、仰角、斜距）數(shù)據(jù)顯示可見(jiàn)視線遙感器可視范圍對(duì)象約束最小/最大方位角、仰角、斜距、擦地高

5、度、擦地角光照條件約束詳細(xì)的報(bào)告和圖表生成報(bào)告預(yù)定義報(bào)告星歷數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)、太陽(yáng)角度、可見(jiàn)性報(bào)告、AER報(bào)告、約束數(shù)據(jù)可調(diào)整時(shí)間周期自定義報(bào)告內(nèi)容生成圖表預(yù)定義圖表比較與分析不同數(shù)據(jù)元素自定義圖表可選沿時(shí)間XY, XY, 間隔區(qū)間圖, Polar極線圖, Polar 90圖表樣式通過(guò)簡(jiǎn)單易懂得格式顯示復(fù)雜數(shù)據(jù)顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)使用Dynamic Display （動(dòng)態(tài)顯示）和Strip Chart（動(dòng)態(tài)圖表）工具與報(bào)告和圖表相同的界面和功能預(yù)定義樣式動(dòng)畫期間更新數(shù)據(jù)19數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)類型/文件文件名Satellite主數(shù)據(jù)stkActiveTLE.sd頻率stkActiveTLE.fr詳細(xì)描述stlA

6、ctiveTLE.wr所有人/任務(wù)stkActiveTLE.omTLE雙行數(shù)據(jù)stkActiveTLE.tce一般描述stkActiveTLE.gdTLE（雙行數(shù)據(jù)）無(wú)擴(kuò)展名數(shù)據(jù)庫(kù)類型/文件文件名City主數(shù)據(jù)stkCityDb.cd國(guó)家/城市stkCityDb.cc一般描述stkCityDb.gdFacility主數(shù)據(jù)stkFacility.fd網(wǎng)絡(luò)stkFacility.cc一般描述stkFacility.gd20外部文件STK可以輸入用戶按適當(dāng)文件格式生成的外部數(shù)據(jù)文件外部文件必須按Keyword Groups關(guān)鍵詞組以塊格式排列以BEGIN和組名稱（如 BEGIN Attitude）開(kāi)

7、始文件頭以END和組名稱（如 END Attitude）在文件結(jié)尾塊信息由keywords關(guān)鍵詞組成keywords關(guān)鍵詞（例，NumberOfAttitudePoints)Value數(shù)值（例，3）關(guān)鍵詞和數(shù)值組成關(guān)鍵詞短語(yǔ)（例，NumberOfTorques 20）21外部文件外部文件格式舉例：stk.v.4.2.1BEGIN AzElMaskNumberOfPoints 4BEGIN AzElMaskData 1 0.000 4.552 2 1.000 4.635 3 2.000 4.717 4 3.000 4.798END AzElMask22外部文件類型與擴(kuò)展名外部文件類型擴(kuò)展名Att

8、itude姿態(tài).aAz-El方位角-仰角.aemCustom Sensor自定義遙感器.patternEphemeris星歷.ePlanetary Ephemeris行星星歷.peTorque扭矩.tqColor Bitmap/Pixmap彩色位圖/象素圖.bmp /.xpmSolar Flux太陽(yáng)光壓無(wú)擴(kuò)展名23動(dòng)畫顯示場(chǎng)景直觀顯示基于時(shí)間的相互關(guān)系與作用衛(wèi)星沿地面軌跡移動(dòng)遙感器地面覆蓋投影動(dòng)態(tài)分析場(chǎng)景對(duì)象定義須在動(dòng)畫時(shí)間周期內(nèi)打印窗口復(fù)制到剪貼板反向步進(jìn)反向動(dòng)畫暫停動(dòng)畫重置動(dòng)畫播放動(dòng)畫正向步進(jìn)減小步長(zhǎng)增大步長(zhǎng)放大窗口縮小窗口測(cè)量距離2:1長(zhǎng)寬比地圖屬性地圖樣式24軌道機(jī)動(dòng)模塊介紹任務(wù)控制序列MCS(Mission Control Sequence) 通常我們?cè)O(shè)計(jì)一顆衛(wèi)星進(jìn)行一系列的軌道機(jī)動(dòng)都是一段一段動(dòng)作連接而成的。 STK每計(jì)算完一段后，保存各種狀態(tài)量，并作為下一段的初始值，接著計(jì)算下一段，直至結(jié)束。軌道機(jī)動(dòng)模塊介紹段的說(shuō)明基本段段的說(shuō)明基本段段的說(shuō)明功能段段的說(shuō)明功能段段的說(shuō)明MCS界面讓我們可以輕松的以界面編程形式實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器進(jìn)行軌道機(jī)動(dòng)任務(wù)的設(shè)置。對(duì)于復(fù)雜的飛行任務(wù)規(guī)劃并不是按照時(shí)間順序執(zhí)行的，有可能設(shè)計(jì)到滿足約束的最優(yōu)化計(jì)算，也有可能滿足一定的條件從而進(jìn)行一系列相同的軌道機(jī)動(dòng)。STK使用實(shí)例探