Satellite Tool Kit?Satellite Tool Kit培训教材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：010-1Satellite Tool Kit?课程内容? STK基本操作 ? 用户界面 ? 创建场景 ? 场景对象 ? 场景图形设臵 ? 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2Satellite Tool Kit?? STK用户界面 ? STK专业版? STK基本练习? STK工具练习? STK专业版练习? STK模块练习3Satellite Tool Kit?STK 用户界面4STK用户界面对象、类、实例Application ClassSTKSTK应用程序Scenario ClassstkDemo场景Area Target Class**Facility ClassSearchAreaKing of PrussiaJupiterSensor ClassPlanet ClassAlpha CentauriStar ClassTarget ClassIraqSatellite Class*ShuttleSensor ClassSensor ClassFieldOfViewUplinkDownlink? 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。* 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5STK用户界面类和实例Scenario Class场景类StkDemoArea Target**Iraq YellowStone ParkFacilit yWhiteSandsPlanetMarsStarRegulusTargetAmazonlSatellit eERSIBaikonurMoonCalibration Tgt23Sensor ClassSensor Class Track1Sun Sensor Class 10Deg MinElevSARUplink1* 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STK用户界面浏览窗口?分级对象浏览 ?彩色对象图标 ?6个菜单 ?Files ?Edit ?Properties ?Tools?Windows?Help7STK用户界面地图窗口? 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RWDBⅡ地图特征更新地图 显示细节，可以显示/关闭。8STK用户界面选择对象? 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9STK用户界面配置场景?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10STK用户界面地面站定义? 位臵类型? Geodetic（测量）, Spherical（球形）, Cartesian（笛卡儿）, Cylindrical（圆柱）, Geocentric（地心）? 纬度（-90?至＋90?） ? 经度（ -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11STK用户界面STK运动对象? 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12STK用户界面定义卫星? 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, Contours? Constraints 约束? Basic, Sun, Temporal, Advanced13STK用户界面定义卫星轨道? 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14STK用户界面定义Great Arc运动对象? 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15STK用户界面定义运载火箭和导弹? 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? 属性，显示时间，轮廓线? 约束 ? 基本，太阳，时间，高级16STK用户界面定义行星与恒星? 行星? 通过JPL DE405、解析法， 或外部文件定义 ? 恒星? 通过位臵、固有运动和量级 定义? 赤经/赤纬 ? 图形 ? 属性17STK用户界面定义区域目标? 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18STK用户界面遥感器指向? 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, Euler Angles, YPR? About Boresight- Rotating or Hold Level19STK用户界面动画显示场景? 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复制到 剪贴板 暂停 动画 播放 动画 减小 步长 放大 窗口 测量 距离 地图 属性打印 窗口反向 动画 反向 步进重臵 动画正向 步进增大 步长缩小 窗口2:1 长宽比地图 样式20STK用户界面对象可见性分析? 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…? 光照条件约束? 详细的报告和图表21STK用户界面生成报告? 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22STK用户界面生成图表? 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23STK用户界面显示动态数据? 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24STK用户界面数据库数据库类型/文件 Satellite 主数据 频率 详细描述 所有人/任务 TLE双行数据 一般描述 TLE（双行数据） stkActiveTLE.sd stkActiveTLE.fr stlActiveTLE.wr stkActiveTLE.om stkActiveTLE.tc e stkActiveTLE.gd 无扩展名 文件名 数据库类型/文件 City 主数据 国家/城市 一般描述 stkCityDb.cd stkCityDb.cc stkCityDb.gd 文件名Facility主数据 网络一般描述stkFacility.fd stkFacility.cc stkFacility.gd25STK用户界面外部文件? STK可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）26STK用户界面外部文件外部文件格式举例：stk.v.4.2.1 BEGIN AzElMask NumberOfPoints 4 BEGIN AzElMaskData 1 4.552 2 4.635 3 4.717 4 4.798 END AzElMask270.000 1.000 2.000 3.000STK用户界面外部文件类型与扩展名外部文件类型 Attitude 姿态 方位角-仰角 自定义遥感器 星历 行星星历 扭矩 彩色位图/象素图 太阳光压 .a .aem .pattern .e .pe .tq .bmp /.xpm 无扩展名 扩展名Az-El Custom Sensor Ephemeris Planetary Ephemeris Torque Color Bitmap/PixmapSolar Flux28Satellite Tool Kit?STK 专业版29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）30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31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臵 ? 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32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33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34Satellite Tool Kit?STK 练习35STK练习STK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36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37Satellite Tool Kit?STK 基本练习38Satellite Tool Kit?? 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39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40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臵。这六个轨 道参数可分为三类： ? 两个轨道参数确定轨道大小和形状 ? 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臵41STK基本练习1：生成卫星轨道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。第一个参数 semimajor axis 半长轴 apogee radius 远地点半径 第二个参数 Eccentricity 偏心率 perigee radius 近地点半径apogee altitude 远地点高度 Period 回归周期 mean motion每日轨道圈数perigee altitude 近地点高度 Eccentricity 偏心率 Eccentricity 偏心率42STK基本练习1：生成卫星轨道轨道大小和形状参数决定轨道大小和形状的参数半长轴远地点半径近地点半径远地点高度近地点高度远地点椭圆圆心近地点如果偏心率为0，地球将位于轨道的圆心43STK基本练习1：生成卫星轨道轨道位置参数? 位臵参数 (3 个) 确定轨道大小和形状后，须确定轨道平面的位臵，以下 三个参数与轨道位臵有关：Inclination 轨道倾角（轨道平面与赤道平面夹角） right ascension or longitude of the ascending node （RAAN） 升交点赤经（赤道平面春分点向右与升交点夹角） argument of perigee 近地点幅角（升交点与近地点夹角）44STK基本练习1：生成卫星轨道轨道位置参数? 位臵参数：Inclination 轨道倾角（轨道平面与赤道平面夹角） right ascension or longitude of the ascending node （RAAN） 升交点赤经（赤道平面春分点向右与升交点夹角） argument of perigee 近地点幅角（升交点与近地点夹角）近地点幅角倾角升交点赤经45STK基本练习1：生成卫星轨道卫星位置参数? 卫星位臵参数 (1 个)参数 True Anomaly* Mean Anomaly* Eccentric Anomaly Argument of Latitude Time Past Ascending Node 说明 真近点角（近地点- 地心-卫星当前位臵夹角） 平近点角 偏近地点角 升交角距 过升交点时间Time Past Perigee过近地点时间46STK基本练习1：生成卫星轨道如何输入轨道参数? 如何输入轨道参数:?在卫星BASIC属性Orbit 栏中设臵卫星的六个轨道参数。6个经典 轨道参数47STK基本练习1：生成卫星轨道如何输入轨道参数轨道大小和形状 轨道位臵 卫星位臵48STK基本练习1：生成卫星轨道建立一颗低轨卫星? 步骤: 建立一颗低轨卫星 Low-Earth Orbit (LEO)1.在STK浏览窗口左侧，单击Satellite按钮。如果轨道生成向导OrbitWizard 出现，单击Cancel取消。将这颗卫星命名为LEO。2.在浏览窗口中选中LEO satellite ，单击右键，在弹出菜单中选择Basic属 性。 3.在Orbit栏，设臵如下参数：49STK基本练习1：生成卫星轨道建立一颗低轨卫星? 在Orbit栏，设臵如下参数：区域 Start Time Stop Time Step Size Propagator Orbit Epoch Coordinate Type Coordinate System Period Eccentricity Inclination Argument of Perigee RAAN True Anomaly 值 1 Jan :00.00 2 Jan :00.00 1 minute J4 1 Jan :00.00 Classical J2000 90 minutes 0.0 28.5 deg 0.0 deg 0.0 deg 0.0 deg注释: 单击Semimajor Axis右侧的下拉菜单将参数改为Period 。50STK基本练习1：生成卫星轨道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臵大量的卫星在不同的轨道面上。当 卫星用户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臵会不断下降。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)。51STK基本练习1：生成卫星轨道建立一颗中轨卫星? 步骤: 建立一颗中轨卫星 Medium-Earth Orbit (LEO)1. 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。 2. 在浏览窗口选中MEO卫星，修改Basic属性。 3. 在Orbit 栏， 输入参数：52STK基本练习1：生成卫星轨道建立一颗中轨卫星? 在Orbit 栏， 输入参数：区域 Start Time Stop Time Step Size Propagator Orbit Epoch 值 1 Jan :00.00 2 Jan :00.00 1 minute J4 1 Jan :00.00Coordinate TypeCoordinate System Apogee Altitude Perigee Altitude Inclination Argument of Perigee RAAN True AnomalyClassicalJ km 10,000 km 15 deg 0.0 deg 0.0 deg 0.0 deg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).53STK基本练习1：生成卫星轨道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臵为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，将第一个参数设臵为回归周期。输入单位为秒， 偏心率设臵为0。54STK基本练习1：生成卫星轨道建立大椭圆轨道卫星? 步骤: 建立大椭圆轨道卫星 Highly Elliptical Orbit (HEO)1. 建立一颗新卫星，当Orbit Wizard出现，点击Next。 2. 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。55STK基本练习1：生成卫星轨道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。56STK基本练习1：生成卫星轨道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) 1. 在浏览窗口点击Satellite按钮，如果轨道向导没有自动出现，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。 2.将卫星命名为GEO。注释: 记住定时保存scenario(场景)。57STK基本练习1：生成卫星轨道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表面的上方，而地球同步轨道卫星由 于有很小的轨道倾角和偏心率，导致卫星在空中画出一个极小的8字。地球 同步轨道卫星的覆盖区或服务区差不多是地球表面的1/3 (从南纬75 度到 北纬75度)，因此最少用3颗地球同步卫星即可完成对全球的覆盖。 地球同 步卫星的缺点是语音信号来回传输的延迟达到250毫秒。58STK基本练习1：生成卫星轨道极轨轨道极轨轨道 Polar Orbit 极轨卫星的轨道面与赤道面倾角为90度，轨道与南极和北极相交 。轨道相对太空静止，地球在轨道面下自转。因此一颗极轨卫星即可覆 盖全球，虽然极轨卫星看到同一地面站的时间间隔很长，但这种间隔对 保存并转发通信系统来说可以接受。通过配臵多颗卫星在不同的极轨轨 道可以改善这种情况。多数LEO系统使用极轨或近极轨轨道。如COSPASSARSAT 海事搜索营救系统使用8颗卫星在近极轨轨道, 4颗SARSAT卫星在高度860公里倾角99度的太阳同步轨道，4颗COSPAS卫星在高度1000公里，倾角82度轨道。59STK基本练习1：生成卫星轨道太阳同步轨道太阳同步轨道Sun-Synchronous Orbit太阳同步轨道，轨道平面角度与太阳停留常量相同，带给卫星固定的光照条件。通过选择特定的轨道高度，偏心率和倾角，轨道平面将每天向东 移动1度，与太阳移动速度同步，产生出一条倒退轨道。太阳同步轨道每天 经过赤道和各个纬度的时间都相同，由于它能提供不变的光照条件，因此这 种轨道的卫星有利于对地球进行观测。60STK基本练习1：生成卫星轨道观察不同的卫星轨道1. 在地图窗口，点击面轨迹移动。 2. 在浏览窗口选中任意一颗卫星，在Tools菜单中打开Report选项，当STK(播放动画)按钮动态显示场景，观察卫星沿各自地Report Tool 窗口出现，选择感兴趣的报告类型，点击Create…3. 查看不同的报告类型，当完成后关闭所有Report窗口。 4. 打开任意卫星的Graph工具，当STK Graph Tool 窗口出现，选择感兴趣的图 表类型，并点击Create…5. 在Graph 窗口，使用（放大）或（缩小）按钮改变放大级别。完成后，关闭Graph 窗口。 6. 选择其它卫星并重复上述步骤，注意各种轨道类型相关报告和图表间的不同61STK基本练习1：生成卫星轨道观察不同的卫星轨道7. 在浏览窗口，选择所有卫星（选择最上面的卫星，按住Shift键后选择最 下面的卫星），重新生成报告和图表，所选的报告或图表将包含所有卫星 的数据。 8. 打开不同卫星的Basic属性窗口，改变某些轨道参数，在应用改变后注意 场景动态显示时的地面轨迹变化。完成后将所有卫星参数改回原始状态。 9. 在浏览窗口，选择场景，将其命名为Kepler，在File菜单中选择Save，保 存场景后关闭。62STK基本练习2输入卫星及星历数据（MSGP4&TLE）? 目标：? 使用MSGP4预报法载入卫星 ? TLE可选功能：自动载入、载入文件、插入文件 ? 使用卫星数据库载入卫星 ? 使用TLE工具载入卫星63STK基本练习2：载入卫星及星历数据输入卫星及星历数据（MSGP4&TLE）MSGP4是Merged Simplified General Perturbation（合并简化一般摄动）轨 道预报法的简称。其中Merged（合并）指MSGP4中合并的两种预报算法： ? Simplified General Perturbation（SGP4）预报法用于轨道周期小于225 分钟的卫星。 ? Simplified Deep Space General Perturbations（SDGP4）预报法用于轨 道周期大于225分钟的卫星。 MSGP4基于卫星轨道周期使用适当的算法。从卫星的Basic Properties 窗口 选择MSGP4预报法时，可以通过已有卫星的原始星历数据定义卫星，也可以为新建 的卫星指定已有卫星生成的双行数据（Two Line Element，TLE）。 通过本练习将学习载入卫星、使用TLE选项载入卫星数据、使用卫星数据库以 及载入TLE工具。64STK基本练习2：载入卫星及星历数据准备工作：建立MSGP4场景1.2.在浏览窗口，新建场景并将其命名为MSGP4，场景建立后将显示地图窗 口。确定浏览窗口中的场景对象被选中，选择Properties菜单中的Basic选 项。3.在Time Period栏，使用如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch值 25 Jun :00.00 26 Jun :00.00 25 Jun :00.0065STK基本练习2：载入卫星及星历数据准备工作：建立MSGP4场景4. 选择Animation栏并设臵如下选项：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 25 Jun :00.00 26 Jun :00.00 60 seconds Change to High Speed5.点击Units栏设臵如下单位类型：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms66STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星MSGP4预报法使用双行数据，有几种可选的TLE功能。TLE可选功能使 卫星或运动对象输入的TLE文件能够包含一组或多组卫星数据。可选功能 包括：Auto Load，File Load，File Insert。? 使用Auto Load命令Auto Load命令用于从指定的TLE文件中自动载入一组或多组数据。1. 选中场景，点击Satellite按钮新建一颗卫星，取消Orbit Wizard，将它 命名MSGP4-HEO。2.打开卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏，选择MSGP4预报法。在SSC Number区输入21263，点击TLE Options下的Load按钮，TLESelection 窗口出现。3. 在Load Method区域选择Auto Load。67STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星4. 点击TLE File区域的…按钮，选中visible.tce文件后选择“打开”。卫 星包含的相关信息显示在TLE Selection区域。5.选中卫星后点击确定。注意Basic Properties 窗口Orbit栏中显示的新 值。点击确定生成卫星星历数据。技巧: 点击Element Set可以载入多重TLE数据，也可点击Delete按钮删除已经保存的数据 。 注释: Auto Load通过自动更新运动对象的数据节省大量时间，一个TLE文件中可以包含很多卫星的星历 数据，并且星历数据可以随场景载入时自动产生。68STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星? 使用File Load命令File Load命令用于载入选择的TLE数据，覆盖卫星关联的任何先前的TLE数据。 不像Auto Load功能，File Load不会自动更新数据。1. 点击TLE File区域的…按钮，选中visible.tce文件后选择“打开”。卫星包含的相关信息显示在TLE Selection区域。2. 3. 在Load Method区域选择File Load。 点击…按钮，选中STK卫星数据库STKAllActive.tce后选择”打开“。在TLE Selection窗口中显示了星历信息，注意显示了新的日期。4. 选择SSC号码为21263并点击确定。在卫星Basic Properties 窗口点击确 定生成卫星轨道。 5. 你将看到卫星地面轨迹有轻微的改变。69STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星? 使用File Insert命令在场景中可以输入多组数据。STK将按数据定义的开始和结束时间顺序执行。 File Insert允许为当前数据增加信息。此节将学习载入多组数据，以及增加 数据。 1.2.选中场景，建立一颗新卫星，取消轨道向导，命名卫星为LEO_Insert。打开卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏，选择MSGP4预报算法，输 入SSC Number为14780，点击TLE选项下的Load按钮，TLE Selection窗口出 现。3.4. 5.从Load Method区域选择File Insert。点击…按钮选择landsat5mult.tce，点击确定。 在TLE Selection 窗口，按下Shift按钮选中全部数据后点击确定载入卫星 数据。注意卫星Basic Properties 窗口Orbit栏中新的数值。使用Element Set Number滑动条察看卫星数据中的5组TLE数据。70STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星6. 7. 8. 9. 点击确定生成星历数据。 打开卫星的Graphics Properties 窗口，关闭Inherit Settings，打开 Show Elset Number选项，点击确定。 在地图窗口，放大窗口到LEO_Insert卫星区域，你将看到名称上有“-1”。 这表示当前使用的是第一组数据。 再次打开卫星的Basic Properties 窗口，在TLE Options下点击Load按钮， 注意窗口中的日期和时间。在第二组数据开始时间之前STK使用第一组数据 生成卫星轨道，点击取消关闭窗口。10. 在地图窗口双击右下角的显示的时间，输入“25 Jun ”后回车， 动画将显示输入的时间。 11. 放大窗口到LEO_Insert卫星，点击步进动画按钮一次。动画显示时间变为 04:11。再点击数次直到04:14。现在时间刚好经过第二组数据开始的时间， 卫星现在后缀名显示为“-2”。表明当前使用的是第二组数据。71STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用MSGP4预报法载入卫星? 使用File Load命令增加一组数据1. 2. 在LEO_Insert卫星的Basic属性窗口，确认数据滑动条为5。点击Add按钮后， 可以看到第6个可滑动位臵加入。 点击TLE Options下的Load按钮，在TLE窗口中，点击…按钮查找STK数据库 文件STKAllActive.tce，点击确定。所选的数据将出现窗口中，点击确定， 这就是要加入的卫星数据。 在卫星的Basic Properties 窗口，点击TLE Options下的Advanced按钮， 在Element Sets区拖动滑动条，注意加入的最新信息中的日期，它和数据 库的日期相匹配。 Advanced按钮允许用户确定如何在各组数据间转换。 点击确定取消Advanced TLE Options 窗口，点击确定关闭Basic Properties 窗口生成卫星轨道，你将看到不同的地面轨迹。3.4. 5.注释: 增加数据时请注意数据滑动条的位臵，如果滑动条在2的位臵，数据将增加到这里。72STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用卫星数据库载入卫星美国太空司令部（U.S. Space Command）目前一直保持跟踪超过8000个太空中 的轨道对象，不断生成这些对象的轨道数据并且对外公开。 STK提供了SSC编码卫星数据库，可以载入到打开的场景中。更新的TLE数据可 从AGI网站www.stk.com下载，数据库每周更新三次。1. 2. 3.在浏览窗口中选中场景，从Tools菜单中选择Satellite Database。 在Satellite Database窗口，选择Common Name，在文本框中输入molniya*。 点击Perform Search按钮。Satellite Database Search Results窗口出现， 列表中为检索出的所有符合搜索条件的卫星。技巧: 可以使用通配符*和?来搜索不知道全名的卫星。73STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用卫星数据库载入卫星4. 选择Molniya 3-47（SSC #23642），点击确定载入卫星。注意地图窗口中显示载入卫星的地面轨迹。 5. 点击取消关闭卫星数据库。74STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用TLE工具载入卫星载入TLE工具是STK输入卫星的另一种方法。指定的TLE文件可以交叉引用只包 含在STK卫星数据库里的附加信息。 1. 在浏览窗口选中场景，从Tools菜单选择Load TLE。2. 3. 4.确认Satellite在Type框中，interest.tce文件在Two Line Element Set文 件区域。 确认Cross Reference选项关闭并且stkSatDb.sd在Cross Reference Database区域。 点击Open…按钮进行搜索，注意结果。点击取消关闭搜索窗口。75STK基本练习2：载入卫星及星历数据使用TLE工具载入卫星1. 在Load TLE窗口，打开Cross Reference选项，点击Open…按钮，注意 TLE Load Results窗口中的变化。2. 从列表中选择ERBS（SSC#15354），点击确定以在地图窗口显示轨道。 3. 点击取消关闭Load TLE窗口。 4. 动画显示场景察看卫星的运动，完成后，保存并关闭场景。注释: 当打开Cross Reference Database选项时，搜索结果包括卫星名称、国际编号、所有者、任务等 附加信息。76STK基本练习3STK练习：太阳同步轨道? 目标：? 建立一颗太阳同步轨道卫星 ? 观察卫星轨道与太阳位臵关系 ? 进行可见性分析并生成报告以获得轨道信息 ? 在新建的地图窗口观察卫星轨道77STK基本练习3STK练习：太阳同步轨道太阳同步轨道保持着几乎基本的角度以维持与太阳同步。地球围绕太阳公转一年，自转360度。为使轨道平面保持固定的角 度，必须以相同的速率旋转或进动，即轨道平面每天向西旋转0.9856度。轨道进动的方向和速率取决于轨道倾角和轨道大小。典型的低轨卫星，匹配太阳同步轨道的进动倾角大约为96.6度。 注意它很近似极轨轨道。另外为了保持太阳同步，本节场景中 的轨道设计为重复轨迹相位固定，以使卫星与地面站在一天中 固定的时间可见。78STK基本练习3：太阳同步轨道准备工作：建立Sun_sunc场景1. 在浏览窗口，新建场景并将其命名为Sun_sync，场景建立后将显示地图窗口。 2. 确定浏览窗口中的场景对象被选中，选择Properties菜单中的Basic选 项。 3. 在Time Period栏，使用如下设臵：区域 值Start TimeStop Time Epoch20 Mar :00.0021 Mar :00.00 20 Mar :00.0079STK基本练习3：太阳同步轨道准备工作：建立Sun_sunc场景4. 选择Animation栏并设臵如下选项：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 20 Mar :00.00 21 Mar :00.00 60 seconds Change to High Speed5.点击Units栏设臵如下单位类型：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Minutes Gregorian UTC Degrees Kilograms80STK基本练习3：太阳同步轨道准备工作：建立Sun_sunc场景6. 选中场景，打开Property菜单中的Graphics选项。 7. 选择Sun Lighting栏，选中Subsolar Point，Sunlight/Penumbra， Penumbra/Umbra选项。8. 设臵Subsolar Point和Sunlight/Penumbra颜色为YELLOW，改变Penumbra/Umbra颜色为RED，Display Altitude为0.0km。点击确定。 9. 保存场景。注释: Subsolar Point（日下点）显示太阳在地面的投影位臵。Sunlight/Penumbra（半影）线显示太阳和地 平线相交的位臵。Penumbra/Umbra（本影）显示了日夜分界线。这一功能打开后只有在动画显示场景后才会 出现。81STK基本练习3：太阳同步轨道配置场景有很多轨道预报法可选，每种预报法使用不同的轨道摄动模型。TwoBody 只考虑了球形地球重力场；J2和J4考虑了主要的非球形地球影响。主要的地 球非球形摄动长期影响着轨道的近地点幅角、ω 、升交点赤经、Ω 。典型的 太阳同步轨道卫星，近地点幅角大约每天倒退4 度，升交点赤经大约每天倒 退1度。 1. 新建一颗卫星，取消Orbit Wizard，命名为Sunsat。打开卫星的BasicProperties 窗口，在Basic栏选项J2 Perturbation，在SpecialOptions选项中选择Secularly Precessing。 2. 输入下列数据定义卫星轨道：82STK基本练习3：太阳同步轨道配置场景区域 值Semimajor Axis EccentricityInclination Arg of Perigee RAAN True Anomaly km 0.000196.58 deg 0.0 0.0 0.03. 点击确定生成轨道数据。 4. 新建一个地面站，命名为Station_Highlat。 5. 打开地面站的Basic Properties 窗口，在Position栏，输入如下设臵：区域 Latitude Longitude Altitude 值 65.0° -40.0° 0.0 km83STK基本练习3：太阳同步轨道配置场景6. 增加第二个地面站，命名为Station_Lowlat。在Position栏输入如下设臵：区域 Latitude Longitude Altitude 值 0.0° 0.0° 0.0 km7.在二维地图窗口，选择 Map Properties按钮，在Map Projection栏， 设臵Center Lon为90 deg，点击确定。8.在二维地图窗口，点击Reset重臵按钮。在地图窗口将看到日下点和日夜分界 线。日下点位于在赤道，大约为东经180度，日夜分界线位于日下点左右各90 度的范围。在二维地图窗口点击向前动画按钮观察卫星沿地面轨迹移动。完成后点击重 臵按钮停止动画。9.?卫星从北极穿越赤道向南极移动时与日下点的相互关系是怎样的？卫星从北向南飞越位于赤道上的地面站星 下点地方时是什么时刻？84STK基本练习3：太阳同步轨道计算卫星和地面站的可见性本节练习将计算卫星与地面站的可见性，增加可见性约束并查看7天后的变化。 1. 2. 在浏览窗口选中Sunsat场景，从Tools菜单中选择Access。 同时选中2个地面站，点击Compute按钮。从Reports列点击Access…。Access 报告显示了卫星与两个地面站的可见性分析报告。卫星与2个地面站分别有几次可见？如何解释它们之间访问时间的不同？3.关闭Access报告。答案卫星与Station_Highlat地面站有8次可见，与Station_Lowlat地面站有3次可见。 极轨卫星轨迹覆盖了两极地区，因此位臵靠近极地的地面站与卫星可见多于靠近赤道地区的地面站。85STK基本练习3：太阳同步轨道计算卫星和地面站的可见性4. 在浏览窗口中选中Station_Highlat地面站，从Properties菜单中选择 Constraints选项。在Basic栏打开Min Elev选项，输入56 deg后点击应用。 注意地图窗口可见图形的变化。接着生成Station_Highlat地面站的Access报 告，保持报告打开。 5. 延长卫星的星历。在浏览窗口选中Sunsat卫星，在Basic Properties窗口的 Orbit栏，改变Stop Time为27 Mar :00，点击确定。由于没有更改场景的结束时间，所以二维地图窗口中仍然只显示卫星一天的地面轨迹。6.在Access报告窗口从File菜单选择Refresh，由于增加了约束设定，地面站每 天仅有一次与卫星可见机会。7. 8.关闭Access报告，在Access窗口点击Remove All按钮移除所有可见分析。 取消地面站约束设定。86STK基本练习3：太阳同步轨道建立新地图窗口查看卫星与太阳关系本节将学习建立新的地图窗口观察轨道平面正交于日夜分界线。时间步长将 更改为1恒星日，并以透视法观察从春分到夏至这三个月间太阳与卫星在惯性空间 中的几何关系。 1. 在浏览窗口选中Sunsat场景，打开Graphics Properties 窗口。在GlobalAttributes栏，关闭Show Ground Tracks选项，点击确定。2. 打开场景的Basic Properties 窗口，在Time Period栏，改变Stop Time为 20 Jun :00。在Animation栏，改变Loop at Time至20 Jun 199700:00:00,Time Step改为 min，点击确定应用设臵。3. 选中场景，从Tools菜单选择New Map Window，调整两个地图窗口的大小， 使浏览窗口和两个地图窗口都能同时看到。确认地图窗口长宽比为2:1。87STK基本练习3：太阳同步轨道建立新地图窗口查看卫星与太阳关系4. 在新地图窗口工具栏中，点击 Map Properties按钮。当MapProperties 窗口出现，在Projection栏，选择Perspective Projection，设臵Display type为ECI。在Center区域，设臵Lat为90°，Lon为0°，Alt为 4000km。5.选择Map Details栏，设臵Lat Spacing为15°。确认Lon Spacing项关闭，以使经度与纬度显示距离保持一致。点击确定应用新的地图细节设臵。6.观察轨道平面与日夜分界线保持固定的方位。其它卫星轨道也可能在一天中与日夜界线保持相同 方位，但只有太阳同步轨道才能保持方位整年不变。动画显示场景。7.观察动画之后，尝试使用不同高度显示透视地图，增加高度至10000km观察整 个地球。完成后，保存并关闭场景。88STK基本练习4STK练习：使用遥感器? 目标：? 使用STK 卫星数据库 ? 定义卫星属性和指向 ? 进行可见性分析 ? 计算遥感器覆盖条带89STK基本练习4：使用遥感器准备工作：建立场景1. 在浏览窗口，新建场景并将其命名为SensorScen，场景建立后将显示地图窗口。 2. 确定浏览窗口中的场景对象被选中，选择Properties菜单中的Basic选 项。 3. 在Time Period栏，使用如下设臵：区域 值Start TimeStop Time Epoch1 Nov :00.002 Nov :00.00 1 Nov :00.00注释: 要改变对象的名称，先选择对象图标，再点击对象名称。90STK基本练习4：使用遥感器准备工作：建立场景4. 选择Animation栏并设臵如下选项：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 60 seconds Change to High Speed5.点击Units栏设臵如下单位类型：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms91STK基本练习4：使用遥感器准备工作：建立场景6. 选中场景，在Tools菜单中选择Satellite Database。在Satellite Database搜索窗口中，打开Common Name选项，输入Telstar 1，点击 Perform Search。在Satellite Database Search Results窗口选择Telstar 1，点击OK生成卫星轨道。重复上述步骤搜索Molniya 3-31卫星后关闭搜索窗 口。 7. 8. 下一步，建立一个地面站，将其命名为 Cape_Canaveral。 打开地面站的Basic Properties 窗口，在Position栏，输入以下数值：区域 Latitude 纬度 Longitude 经度 Altitude 高度 值 28.5° 279.0° 0.0 km注释: 确定卫星名称和数字之间有空格。如果不能确定数据库中卫星的正确名称，可以使 用通配符*（如Telstar*，Molniya*，等等）92STK基本练习4：使用遥感器准备工作：建立场景10. 增加第二个地面站，命名为Santa_Maria。在Position栏，输入以下数值：区域 Latitude 纬度 Longitude 经度 值 34.9974° -120.4037°Altitude 高度0.0 km11. 要查看卫星地面轨迹，点击二维地图窗口中的（重臵）按钮，然后点击播放动画按钮观察卫星在地图窗口中的运动，完成后点击重臵按钮停止动画。93STK基本练习4：使用遥感器定义遥感器属性和指向1. 2. 在浏览窗口，选中Santa Maria地面站并建立一个遥感器附属于该地面站，将遥 感器命名为Simple。 打开遥感器的Basic 属性窗口，在Definition栏，定义遥感器为：区域 Sensor Type Cone Angle 值 Simple Conic 60.0°3.在遥感器的Graphics Properties窗口，选择Projection（投影）栏，设臵 Maximum Altitude为5000km，Step Count为2。Step Count确定 Minimum/Maximum Altitude间的投影数量和投影高度。94STK基本练习4：使用遥感器定义遥感器属性和指向4. 5. 现在选择Molniya卫星并在它上面附属一个遥感器，命名为Optical。 打开Optical遥感器的Basic Properties 窗口，定义遥感器：区域 Sensor Type Cone Angle 值 Simple Conic 30.0°6.动画显示场景，查看遥感器覆盖区，完成后点击重臵按钮。95STK基本练习4：使用遥感器计算Access并应用约束（Constraints）1. 在浏览窗口中，选择Optical遥感器，从Tools菜单中选择Access，确定Santa Maria地面站在Associated Objects（关联对象）列表中已被选中，点击 Compute，进行可见性计算，动画显示场景察看可见性。 2. 3. 完成后，在Access窗口中点击Remove Access，然后点击Cancel。 下面，选择Simple遥感器，打开Access工具，计算和Molniya卫星的可见性。在 Report区域，点击Access…按钮查看可见性报告。4.关闭Access报告，点击Remove Accesses按钮移除与Molniya卫星的可见性分析，关闭Access窗口。?报告中显示Simple遥感器和Molniya卫星共有几次可见？平均持续时间是多少？96STK基本练习4：使用遥感器计算Access并应用约束（Constraints）5. 6. 新建两个遥感器附属于Cape Canaveral地面站，分别命名为Fixed和Tracking。 打开Fixed遥感器的Basic Properties 窗口，在Definition栏，输入数值：区域 Sensor Type Cone Angle 值 Simple Conic 60.0°7.在Pointing栏，设臵Pointing Type为Targeted，选择Fixed Boresight Type。 在Available Targets列表中，将Telstar卫星加入Assigned Targets列表。8.定义Tracking遥感器为Simple Conic，Cone Angle为5.0°。指向为Targeted， 目标为Telstar卫星，类型为Tracking Boresight Type。9.动画显示查看遥感器形状，打开遥感器的Graphics Properties 窗口，改变颜 色为Blue。97STK基本练习4：使用遥感器计算Access并应用约束（Constraints）10. 打开Tracking遥感器的Access 窗口，计算与Telstar卫星的可见性。动画显示 场景，观察可见性，保持窗口以便下面的应用。 11. 打开Tracking遥感器的Constraints Properties 窗口，在Basic栏，打开 Range Max约束，输入5000km。点击应用观察地图窗口中可见性分析图形的改变。98STK基本练习4：使用遥感器计算Access并应用约束（Constraints）12. 下面改变Max. Elevation Angle值为60°，注意可见性分析图形的改变，关闭 仰角约束并应用，注意仰角约束造成的覆盖“空洞”。 13. 在Constraints Properties 窗口，关闭所有约束，在Access 窗口移除所有 Access。 14. 打开附属于Cape Canaveral地面站上的Fixed遥感器的Graphics Properties窗 口，确定遥感器的颜色与Tracking遥感器不同。 15. 打开Fixed遥感器的Access 窗口，计算与Telstar卫星的可见性。动画显示场景， 观察地图窗口。16. 打开Fixed遥感器的Constraints Properties 窗口，在Basic栏，打开Max Range约束，输入5000km。应用约束后观察地图窗口中的改变。17. 关闭Max Range约束项，打开Maximum Azimuth Constraint项输入180°,应用。99STK基本练习4：使用遥感器计算Access并应用约束（Constraints）18. 完成后，关闭Azimuth约束及窗口。移除所有Access并关闭窗口。 19. 新建一遥感器附属于Telstar卫星上，命名为Sfixed。打开它的Basic 属性窗口， 定义遥感器为Simple Conic，Cone Angle为45.0°。在Pointing栏，选择Fixed Pointing Type。20. 打开遥感器的Graphics 属性窗口，在Projection栏设臵Persistence（持续时间）为100000 sec，并应用。 21. 打开Telstar卫星的Graphics 属性窗口，在Pass（轨迹）栏，设臵Leading/Trailing Ground Track Lead Type为One Pass（显示一圈轨迹）。22. 动画显示场景，观察地图窗口的结果。重臵场景，设臵Sfixed遥感器Graphics 属性Projection栏的Persistence为0，应用。100STK基本练习4：使用遥感器计算遥感器覆盖条带遥感器条带（Swath）显示了卫星遥感器的覆盖区。Swath不一定位于地面轨 迹的中央。只有当飞行器的姿态定义为nadir alignment with ECF velocity constraint时才能计算遥感器覆盖条带。 1. 选中Sfixed遥感器，选择Tools菜单中的Swath项，打开Swath功能，设臵 Line Width为2，Stop Time为1 Nov :00.00,应用后观察地图窗 口中的Swath条带。101STK基本练习4：使用遥感器计算遥感器覆盖条带2.3.完成后，关闭Swath功能，关闭窗口。在浏览窗口选中SensorScen场景，从File菜单中选择Save保存场景后退出。102Satellite Tool Kit?STK 工具练习103Satellite Tool Kit ? STK工具练习 ? 生成报告 ? 生成图表?? 计算可见性? Walker星座104STK工具练习1STK练习：生成报告? 目标：? 改变输出报告的时间周期和步长 ? 改变报告输出单位 ? 建立新的报告（专业版） ? 动态显示报告105STK工具练习1STK练习：生成报告? 目标：? 改变输出报告的时间周期和步长 ? 改变报告输出单位 ? 建立新的报告（专业版） ? 动态显示报告106STK工具练习1：生成报告准备工作：建立ReportScen场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为ReprotScen在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 1 Nov :00.00技巧: 在Stop Time栏内可以输入+1 day作为输入值107STK工具练习1：生成报告准备工作：建立ReportScen场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms108STK工具练习1：生成报告准备工作：建立ReportScen场景6.7.完成后，点击确定关闭窗口。使用Orbit Wizard（轨道向导），生成一颗Critically inclined（临界倾 角）轨道卫星。接受轨道向导的默认数值，命名该卫星为Satrep。109STK工具练习1：生成报告改变输出报告的时间周期和步长1. 确定在浏览窗口中选中卫星，从Tools菜单中选择Report。2.当STK Report Tool 窗口出现，选中Styles列表中的LLA Position，点击 Create…按钮。标准的卫星经纬度、高度报告便以默认的时间周期和步长打 开。110STK工具练习1：生成报告改变输出报告的时间周期和步长3. 4. 5. 关闭报告并返回STK Report Tool 窗口。 确定Report Tool 窗口中的LLA Position一直被选中，然后点击Time Period…按钮，Report Time Periods（报告时间周期）窗口出现。 在Contents列表中，选中Section1。然后选中Section Intervals列表中的 时间周期。在列表下的文本框中，将Stop Time改为1 Nov :00.00并点 击Change按钮。 确定Use Ephemeris Steps（使用星历步长）选项关闭，Write Intervals to Report（时间间隔写入报告）选项打开并且Step Size（步长）设臵为 3600秒，点击确定。 在STK Report Tool 窗口，点击Create…查看更新后的报告。 注意报告现在使用新的2小时时间周期和新的1小时时间步长。 关闭报告，在STK Report Tool 窗口，点击Time Period…按钮，恢复Stop Time为2 Nov :00.00，打开Use Ephemeris Steps选项，点击确定。1116.7. 8. 9.STK工具练习1：生成报告改变报告单位1. 2. 3. 在浏览窗口选中卫星，从Tools菜单选择Report。 在STK Report Tool 窗口，在Styles列表中选择LLA Posion，点击Create… 打开标准报告。 在报告窗口中的Files菜单，选择Units，Units窗口出现后，确认Use Default Report Units选项关闭，从Unit列表中选择Distance Unit，在 Change Unit Value（改变单位值）区域中选择Nautical Miles，将Time Unit由Seconds改为Hours。点击确定后注意报告的变化。112STK工具练习1：生成报告建立新的报告（专业版）1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 在Satrep卫星的STK Report Tool 窗口，点击New按钮，新的报告格式出现在 Styles列表中。 选中新的报告格式，在Styles列表下方的文本框中输入Quat-YPR-Euler，点 击Change按钮改变报告名称。 选中新的报告格式，点击Properties…按钮。 在Report Style Properties 窗口中的Header栏，在Title区域输入Attitude Conversions，打开Short Description和Long Description选项。 点击Content栏选择报告中需要的数据，报告由Section和Line组成。 在Content栏，选中Attitude Quaternions，点击右箭头其下所有的Attitude Quaternions参数加入到Report Contents（报告内容）列表中。 点击窗口右下角的New Line按钮，Line2出现在Report Contents列表中。!注意: 如果用新建的报告格式覆盖已有的报告，原始报告格式将无法再恢复113STK工具练习1：生成报告建立新的报告（专业版）8. 9. 从左侧列表中选中Attitude YPR，将其加入右侧的Report Contents区， Attitude YPR-Yaw，Pitch和Roll出现在Line2下方。 再次点击New Line按钮，然后将Euler Angles加入Report Contents列表中， 报告现在包含一个Section和三行数据，分别为：Quaternions， YPR和 Euler Angles。114STK工具练习1：生成报告建立新的报告（专业版）8. 9. 点击确定，在STK Report Tool 窗口，点击Create…按钮显示定制的报告。 完成后，关闭所有报告窗口。10. 在浏览窗口选中ReportScen场景，从Files菜单中选择Save保存场景。注释: 如果不希望报告中包含太多特殊的数据，在Report Contents区选中想要移除的内容，按左箭头移除。 在Style Properties 窗口，点击Options按钮，可以为报告中的每个Section和数据设定显示标题。115STK工具练习1：生成报告建立动态显示报告1. 2. 在浏览窗口中选中卫星，从Tools菜单中选择Dynamic Display。 当STK Dynamic Display Tool 窗口出现，从Styles列表中选中Classical Orbital Elements，点击Open…按钮，Dynamic Display（动态显示）窗口 出现。3. 4.动画显示场景并观察Dynamic Display 随卫星沿地面轨迹移动的更新。 完成后，关闭Dynamic Display 窗口，并取消STK Dynamic Display 工具， 保存场景。技巧: 使用地图窗口的步进按钮 ，可以更清楚地观察动态显示报告的更新。116STK工具练习2：STK练习：生成图表? 目标：? 生成标准格式图表 ? 改变图表属性 ? 生成时间线图表（专业版） ? 生成时间间隔图表 ? 生成动态图表117STK工具练习2：生成图表准备工作：建立GraphScen场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为GraphScen在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 1 Nov :00.00118STK工具练习2：生成图表准备工作：建立GraphScen场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms119STK工具练习2：生成图表准备工作：建立GraphScen场景6. 7. 完成后，点击确定关闭窗口。 在浏览窗口，点击卫星图标，取消Orbit Wizard（轨道向导），将卫星命 名为MEO。8.打开MEO卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏输入：区域 Propagator Period Eccentricity Inclination Lon of Ascending Node True Anomaly 值 J4 Perturbation 21600 seconds 0.0 40.0° 0.0° 0.0°120STK工具练习2：生成图表准备工作：建立GraphScen场景9. 完成后，点击确定。 10. 建立两个地面站，分别命名为Vandenberg和AfricaFac。 11. 打开每个地面站的Basic Properties 窗口，在Position栏输入下列值。两 个地面站都定义为Geodetic位臵类型，完成后点击确定。地面站 Vandenberg 区域 Latitude Longitude Altitude AfricaFac Latitude Longitude Altitude 值 35.0° -120.5 ° 0.2655 ° -26.0 ° 28.0 ° 0.0km121STK工具练习2：生成图表生成标准格式图表1. 选中MEO卫星，从Tools菜单中选择Graph。在STK Graph Tool 窗口的 Styles列表中，选择Solar AER，点击Create…，MEO卫星的Solar AER（太 阳方位角/仰角/距离）图表出现。122STK工具练习2：生成图表生成标准格式图表2.3.点击图表中不同的位臵，注意Graph 窗口底部显示的X、Y坐标。在Graph 窗口，从Files菜单中选择Units。确认Use Default Report Units（使用默认单位）选项关闭，改变Angle Unit（角度单位）为Radians（弧度）。点击确定后注意图表显示的改变。4. 从Graph 窗口的Edit菜单中，选择Attributes（属性）。尝试使用各种不 同的线型和颜色显示图表。 5. 完成后，关闭Graph窗口。123STK工具练习2：生成图表生成时间线图表（专业版）1. 在MEO卫星的STK Graph Tool 窗口中，点击New按钮，从Style列表中选中NewStyle，在列表下方的文本输入框中输入CartZ，点击Change按钮重命名 新建的图表名称。 2. 选中新建的CartZ图表格式，点击Properties…按钮。选择TimeXy作为 Graph Type，展开Cartesian Position树，打开Fixed子项，选中z点击右 箭头将其加入y Axis区，在y Axis区的文本框中，输入Cartesian Fixed Z， 点击确定。3.4.点击Create…按钮查看图表。点击图表并注意显示的xy坐标。点击 （放大）按钮并拖拽出想放大的区域。完成后，点击（缩小）按钮或Restore按钮返回标准模式。关闭图表窗口，但保留STKGraph Tool 窗口。124STK工具练习2：生成图表生成时间线图表（专业版）5. 在STK Graph Tool 窗口，确认Styles列表中的CartZ被选中，然后点击 Properties…按钮。在Layout栏的Title区输入Time/CartZ并打开Graph Layout Options（图表布局选项）的显示功能（Tick标记和Grid网格）， 点击确定。6.在STK Graph Tool 窗口，点击Create…。125STK工具练习2：生成图表生成时间线图表（专业版）7. 关闭图表，再次打开Graph Style Properties 窗口的Content栏，在 Cartesian Position – Fixed子项，按下Shift键后再分别点击x和y。点 击右箭头加入y Axis区，在y Axis Title文本框中输入Cartesian Fixed X-Y-Z。点击确定，再点击Create…查看图表的改变。8.完成后，关闭所有图表窗口。126STK工具练习2：生成图表生成时间间隔图表1. 2. 在浏览窗口选中MEO卫星，从Tools菜单中选择Access。 在Access 窗口，从Associated Objects（关联对象）列表中选择 AfricaFac地面站，点击Compute。然后选择Vandenberg，点击Compute。 3. 4. 在地图窗口中卫星与地面站的可见弧段以粗线显示。 点击 击 5. 按钮观察卫星沿地面轨迹运动时与地面站的可见性，结束后点 按钮停止动画并回到初始时间。在Access 窗口，确认两个地面站都被选中，在Graphs区域点击Access…按 钮。127STK工具练习2：生成图表生成时间间隔图表6.关闭图表窗口。在Access 窗口，点击Remove All 按钮移除可见性分析， 然后点击取消。保存场景。128STK工具练习2：生成图表生成动态图表1. 2. 3. 选中MEO卫星,从Tools菜单选择Strip Chart。 当STK Strip Chart Tool 窗口出现，从Styles列表中选择Classical Orbital Elements（经典轨道参数），点击Open…。 动画显示场景，注意动态图表如何随卫星沿地面轨迹的移动产生。4.完成后关闭动态图表，保存场景129STK工具练习3STK练习：可见性分析? 目标：? 卫星 – 地面站可见性分析 ? 地面站 – 卫星可见性分析 ? 卫星 – 卫星可见性分析 ? 试验目标指向和不同的遥感器设臵 ? 约束可见性分析130STK工具练习3：可见性分析准备工作：建立AccessScen场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为AccessScen在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 1 Nov :00.00131STK工具练习3：可见性分析准备工作：建立AccessScen场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Nov :00.00 2 Nov :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms132STK工具练习3：可见性分析准备工作：建立AccessScen场景6. 7. 完成后，点击确定关闭窗口。 在浏览窗口，点击卫星图标两次，建立两颗卫星，取消Orbit Wizard（轨 道向导），将卫星分别命名为LEO和MEO。 8. 分别打开每个卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏输入：卫星 LEO 区域 Propagator Period Eccentricity Inclination MEO Propagator Mean Motion Eccentricity Inclination Long Of Ascending Node 值 J4 Perturbation 9000 seconds 0.0 45.0° TwoBody 5 revs per day 0.0 25.0° 102.1972°133STK工具练习3：可见性分析准备工作：建立AccessScen场景9. 新建两个地面站，分别命名为Colorado_Springs和Perth。 10. 分别打开每个地面站的Basic Properties 窗口输入以下设臵，地面站定义 为Geodetic类型。地面站Colorado_Springs区域Latitude Longitude Altitude值39.01° 255.37 ° 1.981 ° -31.0 ° 116.0 ° 0.0kmPerthLatitude Longitude Altitude技巧: 可以使用城市数据库建立地面站。134STK工具练习3：可见性分析准备工作：建立AccessScen场景11. 在浏览窗口，选中Colorado_Springs地面站，新建一个遥感器附属于该地 面站，将遥感器命名为FacSensor，附属另一个遥感器到LEO卫星，并命名 为SatSensor。 12. 打开遥感器的Basic Properties 窗口，在Definition栏，设臵遥感器类型 为Simple Conic， Cone Angle为90°，点击确定。135STK工具练习3：可见性分析卫星 - 地面站可见性分析1. 2. 在浏览窗口，选中SatSensor，从Tools菜单选择Access。 从Associated Objects列表中选中Colorado_Springs地面站，点击Compute。 确认Static Highlight选项打开。注意*号出现在Colorado_Springs地面站 名称前。地图窗口中覆盖地面轨迹的粗线显示了两个对象间的可见性。136STK工具练习3：可见性分析卫星 - 地面站可见性分析3. 动画显示场景，观察卫星沿地面轨迹移动时出现的可见连线。完成后重臵 场景。 4. 在Access 窗口，点击Reports区的Access…按钮。Access报告显示了 SatSensor和Colorado_Springs地面站间的可见性数据报告。报告中显示的 最短和最长可见时间分别是多少？完毕后关闭报告窗口。 5. 6. 7. 在Access 窗口，点击Remove Access按钮移除可见性分析。 重复上述步骤计算SatSensor与Perth地面站的可见性分析。 关闭报告，移除Access分析后关闭Access 窗口。137STK工具练习3：可见性分析地面站 - 卫星可见性分析1. 2. 打开FacSensor遥感器的Graphics Properties 窗口，在Projection栏，设 臵Maximum Altitude为1000km，Step Count为1，点击确定。 在FacSensor的Access 窗口中，在关联对象列表中选中LEO卫星，点击 Compute。地图窗口显示的可见区域与SatSensor和Colorado_Springs间可 见区域相同。 在Access 窗口，从关联对象列表中选中MEO卫星，点击Compute。 在地图窗口，动画显示观察对象间的可见性。完成后，重臵动画。 确认Access 窗口关联对象列表中MEO卫星被选中，然后点击Reports区域的 Access…按钮打开可见性分析报告。在一天中FacSensor和MEO卫星有几次 可见机会？最短的可见时间是否都超过了1小时（3600秒）？ 关闭报告窗口，在Access 窗口中，点击Remove All按钮，移除全部可见性 分析后关闭窗口。3. 4. 5.6.138STK工具练习3：可见性分析卫星- 卫星可见性分析1. 2. 打开SatSensor遥感器的Access 窗口计算与MEO卫星的可见性。 在地图窗口，动画显示并观察两颗卫星间的可见性，完成后，点击重臵按 钮。 3. 生成SatSensor与MEO卫星的可见性分析报告。查看报告，回答SatSensor与 MEO卫星间的可见时间是否超过半天？如果假定的任务需要SatSensor与MEO 的可见时间至少保持2小时，能够完成这项任务吗？ 4. 关闭报告窗口，在Access 窗口，点击Remove All按钮移除所有可见性分析， 关闭Access 窗口。139STK工具练习3：可见性分析试验目标指向和不同的遥感器设置1. 打开SatSensor遥感器的Basic Properties 窗口，在Pointing栏，设臵 Pointing Type为Targeted。在Available Targets列表中，选择Perth地面 站，用右箭头将其加入Assigned Targets列表中，点击应用。 在地图窗口，点击重臵按钮，注意环绕LEO的遥感器圆形投影消失。动画显 示场景，观察当LEO卫星与Perth地面站可见时遥感器图形的改变，完成后， 重臵动画。 在SatSensor遥感器Basic 属性中的Pointing栏，从Assigned Targets列表 中移除Perth，重臵Pointing类型为Fixed，点击确定。 尝试更改FacSensor和SatSensor遥感器的Basic和Graphic属性，改变遥感 器的设臵如Half-angle，Maximum Altitudes，Step Counts和Pointing类 型。动画显示场景观察变化。完成后，恢复遥感器的初始设臵。2.3. 4.注释: 可见性与遥感器指向有特殊的相互关系。定义指向的遥感器“打开”时间基于遥感器和指向目标的可见时间。 “打开”时间随它定义的目标的改变而自动改变。 140STK工具练习3：可见性分析约束可见性分析1. 2. 3. 4. 5. 打开FacSensor遥感器的Access 窗口，计算和LEO卫星的可见性。完成后， 关闭Access 窗口，保留地图窗口中可见性分析图形。 在浏览窗口中，选中FacSensor遥感器，从Properties菜单中选择 Constraints（约束），打开Constraints Properties 窗口。 在Basic栏，打开MaxAximuth Angle约束，输入值为180°，点击确定。 在地图窗口，观察Colorado_Springs地面站可见性图形的变化。 在Constraints Properties 窗口，关闭Max Azimuth Angle选项，打开Max Elevation Angle约束，设臵值为50 °，点击应用。观察地图窗口中可见 性图形的改变 关闭Max Elevation Angle约束，打开Min和Max Range约束，设臵Min值为 4000km，Max值为6000km，点击应用。6.141STK工具练习3：可见性分析约束可见性分析7. 8. 9. 观察地图窗口中可见性图形的改变，动画显示场景以便更清楚的察看，完 成后重臵动画。 关闭所有约束。 在浏览窗口，选中AccessScen场景，从Tools菜单中选择Remove Accesses 移除所有可见性分析。142STK工具练习3：可见性分析更多约束（专业版）1. 2. 3. 打开SatSensor遥感器的Access 窗口，计算与Perth地面站的可见性。完成 后关闭Access 窗口。 在浏览窗口，选中Perth地面站，从Properties菜单中选择Constraints。 在Sun栏，打开Max Sun Elecation Angle选项，在文本框中输入70°，点 击应用。143STK工具练习3：可见性分析更多约束（专业版）4. 5. 6. 7. 8. 9. 注意地图窗口中可见性分析图形的改变。 关闭Max Sun Elevation Angle选项后点击确定。 打开SatSensor遥感器的Constraints Properties 窗口。 在Sun栏，打开Min Sun Elevation Angle约束，在文本框中输入30°，点 击应用。 注意地图窗口中可见性分析图形的改变。 关闭Min Sun Elevation Angle选项，打开Lighting选项，使用下拉菜单选 取Umbra（本影）后点击应用。地图窗口的可见性图形再次改变，取消所有 约束后关闭Constraints Properties 窗口。10. 在浏览窗口选中AccessScen场景，从Tools菜单中选择Remove Accesses移 除所有可见性分析，保存并关闭场景。144STK工具练习4STK练习：Walker星座? 目标：? 建立一个地面站 ? 建立一颗用于生成Walker星座的“种子”卫星 ? 生成Walker星座报告和图表 ? 生成自定义报告和图表(专业版功能) ? 对象间可见性分析 ? 应用Walker星座建立链路(链路模块功能)145STK工具练习4：Walker星座Walker星座Walker星座由一组运行于相同轨道周期和倾角 的圆轨道卫星组成。每个轨道上的卫星等间距均匀 分布，各轨道面间的升交点经度间距也以相同角度 平均分布，因此t（卫星数量）=s（同轨道面的卫 星个数）×p（轨道面个数）。两条相邻轨道间卫 星相对相位由相位参数f确定，f为最东方的卫星至 最西方卫星轨道间的“缝隙”数量（360°/t），f 为0到p-1的整数。 STK可以快速生成Walker星座。首先，定义 “种子星”，然后使用Tools菜单下的Walker选项 定义Walker星座。RAAN张角用于定义轨道面的方位， 例如定义2个轨道倾角为90°的轨道面，RAAN张角 为180°，将生成两个垂直相交的轨道，当RAAN定 义为360°时，所有的卫星会在同一个轨道面上。146STK工具练习4：Walker星座准备工作：建立Walker场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为Walker在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00147STK工具练习4：Walker星座准备工作：建立Walker场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Minutes Gregorian UTC Degrees Kilograms148STK工具练习4：Walker星座建立地面站和“种子”卫星1. 新建一个地面站，将其命名为WhiteSands。2.打开WhiteSands地面站的Basic Properties 窗口，输入下列设臵：区域 Type 值 GeodeticLatitudeLongitude Altitude34.5 °-105.0 ° 0.0 km3. 4.在地面站下附属一个遥感器，命名为Facsensor。 打开遥感器的Basic Properties 窗口，在Definition栏，输入下列设臵：区域 Sensor Type 值 Simple ConicCone Angle50.0 °5.打开遥感器的Graphic Properties 窗口，在Projection栏，设臵Max Altitude为km，Step Count为1，点击确定。149STK工具练习4：Walker星座建立地面站和“种子”卫星6. 下面开始建立“种子”卫星。新建一颗卫星，取消轨道向导，命名卫星为W， 在卫星的Basic Properties 窗口，点击Semimajor Axis旁边的下拉箭头， 将其改为Period，并输入下列设臵：区域 Propagator Period Eccentricity Inclination Argument of Perigee RAAN True Anomaly 值 Two Body 120 min 0.0 60.0° 0.0 0.0 0.07. 8.打开W卫星的Graphic Properties 窗口的Pass栏，在Leading/Trailing Ground Track区，选择Lead Type为One Pass，点击确定。 在卫星下附属一个遥感器，命名为fov。150STK工具练习4：Walker星座建立地面站和“种子”卫星9. 打开遥感器的Basic Properties 窗口，在Definition栏，输入下列设臵：区域 Sensor Type 值 Simple ConicCone Angle50.0°10. 点击二维地图窗口中的重臵按钮改变地图窗口的显示。151STK工具练习4：Walker星座生成Walker星座1. 在浏览窗口选中卫星W，从Tools菜单中选择Walker，Walker对话框出现。 设臵Number of Planes（轨道平面数量）为3，Number of Sats per Plane （轨道平面中卫星数量）为4，Inter-plane Spacing（相邻轨道卫星相位） 为1，点击应用。在浏览窗口将看到15颗卫星。第1个编号为第n个轨道平面，第2个编号为平面上第n颗卫星，注意 第1颗星的属性与“种子”卫星完全相同。2.点击二维地图窗口的重臵按钮察看卫星和遥感器。请注意，由于“种子” 卫星上定义了附属遥感器，因此星座中的每颗卫星也都附属着完全相同的 遥感器。3.4.动画显示场景。使用新的参数生成Walker星座。Number of Planes为2，Number of Sats per Plane为4，Inter-plane Spacing为1，点击确定。152STK工具练习4：Walker星座生成Walker星座5. 6. 动画显示场景，观察卫星的运动。 保存场景。153STK工具练习4：Walker星座生成Walker星座报告和图表1. 2. 选中浏览窗口Walker星座中的所有的卫星（不包括“种子”卫星）。 在Tools菜单，打开Report，在Report Tool 窗口，从Style列表中选择 Lighting Times。 3. 察看报告，完成后关闭报告。4.在Report Tool 窗口，从Style列表中选择Classical Orbit Elements，点击Time Period按钮将报告时间周期改短一点。5.在Time Period窗口，改变Stop Time为1 Jan :00.00点击Change。点击确定关闭窗口。报告的时间周期将为1 Jan :00到1 Jan :00，只有1分钟。 6. 在Report Tool 窗口，点击Create生成报告。154STK工具练习4：Walker星座生成Walker星座报告和图表7. 8. 9. 察看报告，注意卫星的RAAN和True Anomaly数据的差异。 完成后关闭Report Tool 窗口。 在浏览窗口Tools菜单中，选择Graph，在Styles列表中，选中Lighting Times，点击Create按钮生成图表。10. 在Graph 窗口，打开Attributes。改变线的颜色使显示更清晰。11. 完成后，关闭图表和Graph Tool 窗口。155STK工具练习4：Walker星座生成自定义报告和图表（专业版）1. 2. 3. 4. 在浏览窗口选中Walker星座所有卫星（不包括“种子”卫星）。 打开Report Tool 窗口，点击New按钮生成新的报告格式。在文本框中输入 TrueAnomRAAN，点击Change，更改报告格式名称。 选中TrueAnomRAAN，点击Properties…按钮。 在Content栏，打开Classical Elements树-J2000树，选择Time，RAAN和 True Anomaly（使用Ctrl键同时选择）。点击右箭头加入到Report Contents中，点击确定。 为使报告更加易读，需要改变报告的时间周期。5.6.7.在Report Tool窗口，选择Time Period按钮，改变Stop Time为1 Jan :00.00。在Report Tool窗口，生成TrueAnomRAAN报告。观察报告，注意不同卫星数 据的不同。8.关闭报告和Report Tool 窗口。156STK工具练习4：Walker星座生成自定义报告和图表（专业版）1. 2. 3. 4. 在浏览窗口选中Walker星座所有卫星（不包括“种子”卫星）。 打开Graph Tool 窗口，点击New按钮生成新的图表格式。在文本框中输入 TrueAnomRAAN，点击Change，更改图表格式名称。 选中TrueAnomRAAN，点击Properties…按钮。 在Content栏，确认Graph Type为TimeXY。打开Classical Elements树J2000树，选择Time，RAAN和True Anomaly（使用Ctrl键同时选择）。点击 右箭头加入到Y Axis中，点击确定。 在Graph Tool 窗口，点击Create…按钮生成TrueAnomRAAN图表。5.6.7.在图表窗口中，选择菜单中的Attributes改变某些卫星的颜色使它看起来 更清楚。完成后，关闭图表和所有窗口。157STK工具练习4：Walker星座计算卫星和地面站的可见性1. 2. 3. 4. 在浏览窗口选中地面站。从Tools菜单中选择Access。在Access 窗口，选 择Walker星座中的所有卫星，点击Compute计算可见性。 在Report区域，点击Access，打开可见性分析报告，报告中列出了地面站 可以看到的卫星。 上下卷动报告窗口，留意Access总时间，总时间是每次可见时间的总和， 其中两颗卫星同时看到地面站时的时间并未累积重复计算。 最小化图表，用于下一节练习。158STK工具练习4：Walker星座应用Walker星座建立链路链路模块可以计算星座中卫星间的可见性。应用链路模块建立2个新的对象， Chain（链路）和Constellation（星座）。 1. 2. 3. 点击浏览窗口中的Constellation按钮建立一个星座，命名为WalkerCon。 打开星座的Basic Properties 窗口，选中星座中的所有卫星（不包括“种 子”卫星），点击右箭头加入Constellation Objects列表中，点击确定。 打开星座的Constraint Properties 窗口，设臵Restriction（约束）为Any of（任意）。这表示我们想知道星座中的任意一颗卫星何时能够看到关心的 对象。 建立一个Chain链路对象，命名为WhiteSandWalkerCon，打开它的Basic Properties 窗口。加入链路对象WhiteSands地面站，然后是WalkerCon星座， 点击确定。 打开链路对象的Report 窗口，生成Complete Chain Access 报告。报告显 示了地面站何时能够看到星座中的卫星。链路报告包括了卫星可见时间的重 叠。4.5.159STK工具练习4：Walker星座应用Walker星座建立链路6. 7. 8. 9. 浏览完报告后，关闭报告。 生成Individual Stand Access报告，注意报告中列出了地面站何时与每颗单 独的卫星可见。 重新打开上节保留的Access 报告窗口，比较两个报告，注意两个报告给出 了相同的信息。完成比较后，关闭所有报告和链路对象的Report Tool窗口。 在浏览窗口选中链路，打开Graphic Properties 窗口，打开Show选项下的 Static（静态）和Animation（动态）图形。动画显示场景，观察可见出现时 卫星的轨迹。10. 在浏览窗口选中链路，从Tools菜单中选择Graph。在Graph Tool 窗口，选 择Complete Chain Access图表。该图表显示出何时在对象间出现可见机会。11. 关闭图表。生成Individual Strand Access图表，打开先前生成的Access图 表，它们完全相同。 12. 完成后，关闭所有图表和窗口，保存场景。160Satellite Tool Kit?STK 专业版练习161Satellite Tool Kit ? 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162STK专业版练习STK练习：使用高级分析功能? 目标：? 使用数据库建立地面站、城市和恒星 ? 生成非圆锥遥感器，设臵各种约束条件 ? 生成区域目标并进行可见性分析163STK专业版练习1：使用高级分析功能使用高级分析功能STK专业版提供的高级分析功能在五个方面显著增强了STK的分析能力： 姿态仿真和指向、遥感器定义与约束、航天动力学、数据可视化和数据 管理。 姿态仿真和指向功能允许用户通过以下方式定义飞行器姿态： ? 使用15种预定义姿态 ? 数字化整合飞行器物理质量矩阵的扭距操作 ? 定义与特定目标的相对方位 遥感器定义包括跟踪目标遥感器、自定义非圆锥遥感器、光学遥感器 参数定义。遥感器约束支持各种可见性约束参数定义。 航天动力学功能允许用户定义各种轨道参数和坐标系统，以及高级的 分析功能设定。164STK专业版练习1：使用高级分析功能使用高级分析功能数据可视化功能将区域目标作为STK的对象，数据管理功能包括3种数 据输入/输出转换。定制报告功能允许用户输出关心的数据。批处理功能 允许用户预定义一系列任务场景，自动后台运算并将结果储存在数据文 件中。同时还有地面站、城市和恒星数据库可以使用。165STK专业版练习1：使用高级分析功能准备工作：建立AAM场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为AAM在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00166STK专业版练习1：使用高级分析功能准备工作：建立AAM场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Seconds Gregorian UTC Degrees Kilograms167STK专业版练习1：使用高级分析功能准备工作：建立AAM场景6. 7. 新建一颗卫星，取消轨道向导，命名其为AAmSat。 确认在浏览窗口中选中卫星，点击鼠标右键，在快捷菜单中选择Basic，打 开Basic Properties 窗口，在Orbit栏输入下列设臵：区域 Step Size Propagator Coord. Type Coord. System Radius Azimuth Declination RAAN 值 60 seconds Two Body Spherical J km 61.5? 0? 0?8.完成后，点击确定。168STK专业版练习1：使用高级分析功能使用数据库1. 在浏览窗口，选中AAM场景，从Tools菜单中选择City Database。2.3. 4.在City Database 窗口，打开City Name选项，在文本框中输入Lis*。打 开Country选项，在国家列表中选择Portugal。点击Perform Search…按钮开始搜索。 当Search Results 窗口出现，选择Lisboa，确认Facility选中作为 Creation 类，点击确定。169STK专业版练习1：使用高级分析功能使用数据库5. 6. 7. 点击Cancel关闭City Database Search Results 窗口。Lisbon作为地面 站对象出现在浏览窗口中，并在地图窗口显示它的位臵。 在浏览窗口选中AAM场景，右键快捷菜单中选择Facility Database。 在Facility Database 窗口，打开Site Name选项，在文本框中输入C*， 点击Perform Search…按钮开始搜索。当City Database Search Results 窗口出现，选择Canberra26，点击确定。 点击取消按钮关闭Facility Database 窗口，地面站将显示于浏览窗口和 地图窗口中的澳大利亚东南海岸。 下面在场景中增加一颗恒星。在浏览窗口选中AAM场景，从Tools菜单选择 Star Database。8. 9.10. 在Star Database 窗口，打开Common Name选项，在文本框中输入Sirius， 点击Perform Search…按钮开始搜索。当Star Database Search Results 窗口出现，选择列表中唯一的条目（2491），点击确定。170STK专业版练习1：使用高级分析功能使用数据库11. 点击取消关闭Star Database 窗口。 12. 在地图窗口点击工具条中的Reset （重臵动画）按钮，察看恒星。恒星 HR-2491（天狼星的哈佛修订编号）出现在浏览窗口和地图窗口中。171STK专业版练习1：使用高级分析功能生成区域目标1. 2. 3. 在浏览窗口，点击Area Target按钮生成区域目标，命名其为NWATarget。 确认选中新建的区域目标，打开它的Basic Properties 窗口。 点击Boundary栏，通过输入下列经度和纬度定义区域目标。每输入一组值 后点击Insert Point按钮插入新值。Latitude 31.0? 19.8? 19.9? 30.3? Longitude -8.2? -7.8? 5.6? 5.6?4. 5.点击确定，在地图窗口中，一个矩形的区域目标出现在非洲西北部。 点击地图窗口中的Animate Forward（向前动画）按钮观察AAmSat卫星沿 地面轨迹运行，完成后点击Reset（重臵动画）按钮。172STK专业版练习1：使用高级分析功能生成矩形遥感器1. 2. 在浏览窗口选中AAmSat卫星，新建2个遥感器附属于卫星下，分别命名为 DownSens和UpSens。 选中DownSens，点击鼠标右键，从快捷菜单中选择Basic，在Basic Properties 窗口Definition栏，从Sensor Type(遥感器类型）中选择 Rectangular（矩形）类型，设臵Vertical和Horizontal Half Angles （垂直和水平半角）均为45?。 点击Pointing栏，设臵Pointing Type（指向类型）为Fixed，完成后，点 击确定。 下面定义第2个遥感器。选中UpSens遥感器，打开Basic Properties 窗口， 在Definition栏，选择Complex Conic作为Sensor Type，Outer Half Angle为10?，Maximum Clock Agnle为360?。 点击Pointing栏，选择Targeted作为Pointing Type，Tracking作为 Boresight Type，Rotate作为About Boresight。3. 4.5.173STK专业版练习1：使用高级分析功能生成矩形遥感器6. 7.在Available Targets列表中选择Star/Hr-2491 ,点击右箭头加入 Assigned Targets列表，完成后，点击确定。 动画显示场景观察遥感器在地图窗口中的形状。完成后点击地图窗口的 Reset按钮。174STK专业版练习1：使用高级分析功能生成矩形遥感器8. 在浏览窗口选中UpSens遥感器，从Tools菜单中选择Access。当Access窗 口出现，从Associated Objects列表中选择HR-2491，点击Compute按钮计 算遥感器和恒星的可见性。观察地图窗口中卫星轨道变粗的部分。9.动画显示场景，观察可见周期，完成后Reset地图窗口。10. 在Access 窗口，点击Remove Access按钮，点击取消关闭窗口。 11. 下面计算场景中其它对象的可见性并观察它们的不同。选中Lisboa地面站， 从Tools菜单中选择Access，当Access窗口出现，从Associated Objects 列表中选中AAmSat，点击Compute。 12. 在地图窗口，注意卫星和地面站的可见图形。动画显示场景，观察可见周 期，完成后Reset地图窗口。 13. 在Access窗口，点击Remove Access按钮，点击取消关闭窗口。175STK专业版练习1：使用高级分析功能生成矩形遥感器14. 在浏览窗口选中DownSens遥感器，从Tools菜单中选择Access。在Access 窗口的Associated Objects列表中，选中NWATarget区域目标，点击 Compute按钮，保留Access窗口，观察地图窗口卫星轨迹变粗的部分。15. 下面从Associated Objects列表中选择Canberra26地面站，点击Compute 按钮。16. 动画显示场景，当AAmSat卫星接近NWATarget区域目标时，暂停动画，放 大地图窗口到NWATarget附近变粗的卫星轨迹区域。减小时间步长，向前 步进显示，以便清晰的观察遥感器和区域目标间的可见，然后以同样的方 法观察遥感器和Canberra26地面站的可见性。 17. 完成后，缩小地图窗口到原始地图，Reset地图窗口。 18. 在Access窗口，保留可见性分析，点击取消按钮关闭Access窗口。176STK专业版练习1：使用高级分析功能约束遥感器1. 2. 选中DownSens遥感器，从Properties菜单选择Constraints。 在Temporal栏，打开Local Start和End选项，以及Min和Max Duration选 项。3. 4.在Duration区域输入Min为0，Max为700 sec。点击应用观察DownSens和 NWATarget可见性图形的改变。 改变Max Duration分别为700秒和800秒，再次观察可见性的改变，完成后， 关闭Local，Min和Max，点击应用。177STK专业版练习1：使用高级分析功能约束遥感器5. 点击DownSens遥感器Constraints Properties 窗口的Zones栏，点击 Exclusion Zone区域选择的Add按钮。使用默认的最大和最小经纬度，点 击应用，再次观察可见性的变化。6.接着在Exclusion Zone区域输入下列值：Latitude Min -40? Max -20? Min 130? Longitude Max 150?7. 8.点击应用观察可见性的改变。 点击Exclusion Zone区域的Delete按钮取消设臵，点击确定关闭 Constraints Properties窗口。9.在浏览窗口，选中场景，从Tools菜单中选择Remove Accesses。保存场景 后关闭场景。178STK专业版练习STK专业版练习：阻力问题? 目标：? 使用HPOP预报器生成卫星轨道 ? 使用报告和图表比较卫星轨道 ? 检验其它影响卫星轨道高度的阻力因素 ? 建立新地图窗口显示卫星轨道179STK专业版练习2：阻力问题STK专业版练习：阻力问题在本练习中，我们将比较以HPOP预报器生成的两条卫星轨道的不同。 第一颗卫星使用实际的阻力系数，第二颗卫星与第一颗星使用相同的轨 道参数，但不考虑阻力影响。另外还将生成报告和图表以显示两颗卫星 在特定时间周期内相互位臵的不同。180STK专业版练习2：阻力问题准备工作：建立DragParadox场景1.2. 3.建立新的场景将其命名为DragParadox。在浏览窗口选中场景，打开Basic Properties 窗口 在Time Period栏，输入如下设臵：区域 Start Time Stop Time Epoch值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00181STK专业版练习2：阻力问题准备工作：建立DragParadox场景4. 选择Animation栏输入如下内容：区域 Start Time Stop Time Time Step Refresh Delta 值 1 Jan :00.00 1 Jan :00.00 60 seconds Change to High Speed5.在Units栏输入如下设臵：区域 Distance Unit Time Unit Date Format Angle Unit Mass Unit 值 Kilometers Minutes Gregorian UTC Degrees Kilograms182STK专业版练习2：阻力问题准备工作：建立DragParadox场景6. 7. 完成后，点击确定。 接