STK實(shí)驗(yàn)報(bào)告-衛(wèi)星軌道參數(shù)對(duì)比仿真

1、航天器軌道實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：專(zhuān)業(yè)：名：學(xué)號(hào)：E成績(jī)：評(píng)閱教員：時(shí)間：2013年11月6日實(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)境實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：202樓南203教室硬件環(huán)境：aceraspirs4738GIntel(R)Core(TM)i5CPUM4802.67GHz2.00GBRAM軟件環(huán)境：Windos7旗艦版32位操作系統(tǒng)STK8.0三、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

2、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。第一個(gè)參數(shù)semimajoraxis半長(zhǎng)軸apogeeradius遠(yuǎn)地點(diǎn)半徑apogeealtitude遠(yuǎn)地點(diǎn)高度Period軌道周期meanmotion平動(dòng)第二個(gè)參數(shù)Eccentricity偏心率perigeeradius近地點(diǎn)半徑perigeealtitude近地點(diǎn)高度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

3、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)始按平均軌道角速度運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度）EccentricAnomaly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

4、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5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：sin8=sinisinu=sinisin（+f）TOC o 1-5 h za=0+Aa（1）tanAa=cositanu=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，t0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)SG可表示成：SGSG+（tt）（2）GG0E0在考慮地球自轉(zhuǎn)時(shí)，星下點(diǎn)地心緯度cp與航天器赤緯6仍然相等，星下點(diǎn)經(jīng)度久）與航天器赤經(jīng)a的關(guān)系為：九

5、aSGaS（tt）GGOE0（3）P-8將（1）代入上式，得到計(jì)算空間目標(biāo)星下點(diǎn)地心經(jīng)緯度d,p）的公式，即空間目標(biāo)的星下點(diǎn)軌跡方程為：仏=0+arctan（cosi-tanu）一S一（t一t）G0E0（4）冷arcsin（sini-sinu）其中P為星下點(diǎn)的地理緯度，尢為星下點(diǎn)的地理經(jīng)度，U是緯度幅角，%為地球自轉(zhuǎn)角速度。由（4）中的第二式可知，Z=90。時(shí)，P取極大值P。i=-90。時(shí)，P取極小值p.，maxmin且有fii90。fii90。p=，p=90。mini180。i90。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)

6、軌道參數(shù)分別取不同值，給出相應(yīng)的三維圖升交點(diǎn)赤經(jīng)不同傾角不同偏心率不同EducapKaiUseOilyEducationalUseOilyr&hInartibIAxm3it1Ml為苦詔-尸；凹.咖巧吒，飲P；腕,軸古弐近地點(diǎn)角幅不同長(zhǎng)半軸不同真近點(diǎn)角不同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?TPSrfimKKiKMTC-HKU-?F獲:*MMtMsEOSFHKU叨般WMM瞬就曲?.T375?i3KKiK?r4HKa”37腳世?MkMlXMSEqKw7燉；IMWMftMfMiiJ77=?2ft1fqZu?郴r沁昭?gXC7f2.K?.W.KB2JuVM?E.0畫(huà)厲

7、值?1JmPM?理仙.GDRiX?r/JXCTCZ-CO.K1.AJT1CGJFJd創(chuàng)帖它傅師（MP陽(yáng)2陽(yáng)刃加論同CfliMOS*rii7cr加&I啊長(zhǎng)半軸苗i）ikK謝!KckE閔#5.KMKWK032*5OJftMWMKfltrfl藥!X3G洶站IM箔塚*5OWKflCfl曲KflWOa?W?3P?商驟現(xiàn)已陽(yáng)慟妁淚妙常少2血泅亍1255遜升交點(diǎn)赤經(jīng)COOTIKEMIWisiJMCFirODiMiaKi0EClGiKORMIW佃-diA觀血加知箔。帕GCSMKXXKMDEi0iTOGMTOTMPfZdS煩WW施閔的DGNXgKm慣魄GiMGKWTOOPOUTS-GKWm?KW-2iL-iC.

8、i雖署呂刊二WYRr-E偏心率-!5亞J5止陰k堆血畑厠d55MCTJIKWM15-J55KKKMKTO0W忻WttMWWOMW1Mgawsflaw趣9%M9SM9SSW劉空13+mgftMMSw刃曰找；山2K*16：C耳CKM左皿羽疔DEMKJOCD?Jd獅Ti2tM(M描?JW2W7CW:gg齢lAcI傾角0姿Q.K3DQ.3C?010-CK4310-咖心d43*7-h?K1*JK7質(zhì):M-CCCKB1脅EK71l：gR臨2EEGQT險(xiǎn)giXMiX?Ju沏rta.w.tH.GK1吃就EZJSOTT?2t3Ji?UOTPf切of)*.!近地點(diǎn)角幅1JW2K1?位:丙詢(xún)應(yīng)drozji/iljDriziKtK?.TreAJKfTroeftl2-juj7fl?fiOiiJiK1huiKEFd.OaKiM真近點(diǎn)角3、比較分析PolarOrbit、Sun-SynchronousOrbit、HEO、GSO、GEO衛(wèi)星的特點(diǎn)，并給出相應(yīng)的圖示說(shuō)明。（1）PolarOrbit（極地軌道衛(wèi)星）（2）Sun-SynchronousOrbit（太陽(yáng)同步軌道）（3）HEO（高軌）:（4）GSO（地球靜止軌道）：（5）GEO（地球同步軌道）:五、實(shí)驗(yàn)心得：這次試驗(yàn)中遇到的最大阻力就是產(chǎn)生線性調(diào)