【正文】 Database區(qū)域。 75 STK基本練習(xí) 2：載入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù) 使用 TLE工具載入衛(wèi)星 1. 在瀏覽窗口選中場(chǎng)景，從 Tools菜單選擇 Load TLE。注意地圖窗口中顯示載入衛(wèi)星的地面軌跡。 技巧 : 可以使用通配符 *和 ?來搜索不知道全名的衛(wèi)星。 3. 點(diǎn)擊 Perform Search按鈕。 1. 在瀏覽窗口中選中場(chǎng)景，從 Tools菜單中選擇 Satellite Database。 STK提供了 SSC編碼衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)，可以載入到打開的場(chǎng)景中。 ?使用 File Load命令增加一組數(shù)據(jù) 注釋 : 增加數(shù)據(jù)時(shí)請(qǐng)注意數(shù)據(jù)滑動(dòng)條的位置，如果滑動(dòng)條在 2的位置，數(shù)據(jù)將增加到這里。 4. Advanced按鈕允許用戶確定如何在各組數(shù)據(jù)間轉(zhuǎn)換。所選的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)窗口中，點(diǎn)擊確定，這就是要加入的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊 Add按鈕后，可以看到第 6個(gè)可滑動(dòng)位置加入。表明當(dāng)前使用的是第二組數(shù)據(jù)。再點(diǎn)擊數(shù)次直到 04:14。 11. 放大窗口到 LEO_Insert衛(wèi)星，點(diǎn)擊步進(jìn)動(dòng)畫按鈕一次。在第二組數(shù)據(jù)開始時(shí)間之前 STK使用第一組數(shù)據(jù)生成衛(wèi)星軌道，點(diǎn)擊取消關(guān)閉窗口。這表示當(dāng)前使用的是第一組數(shù)據(jù)。 7. 打開衛(wèi)星的 Graphics Properties 窗口，關(guān)閉 Inherit Settings，打開Show Elset Number選項(xiàng)，點(diǎn)擊確定。此節(jié)將學(xué)習(xí)載入多組數(shù)據(jù)，以及增加數(shù)據(jù)。 STK將按數(shù)據(jù)定義的開始和結(jié)束時(shí)間順序執(zhí)行。使用 Element Set Number滑動(dòng)條察看衛(wèi)星數(shù)據(jù)中的 5組 TLE數(shù)據(jù)。 5. 在 TLE Selection 窗口，按下 Shift按鈕選中全部數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊確定載入衛(wèi)星數(shù)據(jù)。 3. 從 Load Method區(qū)域選擇 File Insert。 70 STK基本練習(xí) 2：載入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù) 使用 MSGP4預(yù)報(bào)法載入衛(wèi)星 1. 選中場(chǎng)景，建立一顆新衛(wèi)星，取消軌道向?qū)?，命名衛(wèi)星為 LEO_Insert。 ?使用 File Load命令 File Load命令用于載入選擇的 TLE數(shù)據(jù)，覆蓋衛(wèi)星關(guān)聯(lián)的任何先前的 TLE數(shù)據(jù)。在衛(wèi)星 Basic Properties 窗口點(diǎn)擊確定生成衛(wèi)星軌道。在TLE Selection窗口中顯示了星歷信息，注意顯示了新的日期。 2. 在 Load Method區(qū)域選擇 File Load。 69 STK基本練習(xí) 2：載入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù) 使用 MSGP4預(yù)報(bào)法載入衛(wèi)星 1. 點(diǎn)擊 TLE File區(qū)域的 … 按鈕，選中 “打開”。 技巧 : 點(diǎn)擊 Element Set可以載入多重 TLE數(shù)據(jù)，也可點(diǎn)擊 Delete按鈕刪除已經(jīng)保存的數(shù)據(jù) 。注意 Basic Properties 窗口 Orbit欄中顯示的新值。衛(wèi)星包含的相關(guān)信息顯示在 TLE Selection區(qū)域。 3. 在 Load Method區(qū)域選擇 Auto Load。 2. 打開衛(wèi)星的 Basic Properties 窗口，在 Orbit欄，選擇 MSGP4預(yù)報(bào)法。 ? 使用 Auto Load命令 Auto Load命令用于從指定的 TLE文件中自動(dòng)載入一組或多組數(shù)據(jù)。 TLE可選功能使衛(wèi)星或運(yùn)動(dòng)對(duì)象輸入的 TLE文件能夠包含一組或多組衛(wèi)星數(shù)據(jù)。 2. 確定瀏覽窗口中的場(chǎng)景對(duì)象被選中，選擇 Properties菜單中的 Basic選項(xiàng)。 通過本練習(xí)將學(xué)習(xí)載入衛(wèi)星、使用 TLE選項(xiàng)載入衛(wèi)星數(shù)據(jù)、使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)以及載入 TLE工具。 MSGP4基于衛(wèi)星軌道周期使用適當(dāng)?shù)乃惴?。其?Merged（合并）指 MSGP4中合并的兩種預(yù)報(bào)算法： ? Simplified General Perturbation（ SGP4）預(yù)報(bào)法用于軌道周期小于 225分鐘的衛(wèi)星。TLE） ? 目標(biāo)： ? 使用 MSGP4預(yù)報(bào)法載入衛(wèi)星 ?TLE可選功能：自動(dòng)載入、載入文件、插入文件 ? 使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)載入衛(wèi)星 ? 使用 TLE工具載入衛(wèi)星 64 STK基本練習(xí) 2：載入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù) 輸入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù)（ MSGP4amp。 9. 在瀏覽窗口，選擇場(chǎng)景，將其命名為 Kepler，在 File菜單中選擇 Save，保存場(chǎng)景后關(guān)閉。 8. 打開不同衛(wèi)星的 Basic屬性窗口，改變某些軌道參數(shù)，在應(yīng)用改變后注意場(chǎng)景動(dòng)態(tài)顯示時(shí)的地面軌跡變化。完成后，關(guān)閉 Graph 窗口。 ，在 Tools菜單中打開 Report選項(xiàng)，當(dāng) STK Report Tool 窗口出現(xiàn)，選擇感興趣的報(bào)告類型，點(diǎn)擊 Create… ，當(dāng)完成后關(guān)閉所有 Report窗口。太陽(yáng)同步軌道每天經(jīng)過赤道和各個(gè)緯度的時(shí)間都相同，由于它能提供不變的光照條件，因此這種軌道的衛(wèi)星有利于對(duì)地球進(jìn)行觀測(cè)。 STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 60 太陽(yáng)同步軌道 太陽(yáng)同步軌道 SunSynchronous Orbit 太陽(yáng)同步軌道，軌道平面角度與太陽(yáng)停留常量相同，帶給衛(wèi)星固定的光照條件。多數(shù) LEO系統(tǒng)使用極軌或近極軌軌道。因此一顆極軌衛(wèi)星即可覆蓋全球，雖然極軌衛(wèi)星看到同一地面站的時(shí)間間隔很長(zhǎng)，但這種間隔對(duì)保存并轉(zhuǎn)發(fā)通信系統(tǒng)來說可以接受。 STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 59 極軌軌道 極軌軌道 Polar Orbit 極軌衛(wèi)星的軌道面與赤道面傾角為 90度，軌道與南極和北極相交。地球同步軌道衛(wèi)星的覆蓋區(qū)或服務(wù)區(qū)差不多是地球表面的 1/3 (從南緯 75 度到北緯 75度 )，因此最少用 3顆地球同步衛(wèi)星即可完成對(duì)全球的覆蓋。 對(duì)地靜止軌道是地球同步軌道的一種特例，在赤道附近，傾角和偏心率均為 0的圓軌道。 STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 58 建立一顆地球同步軌道衛(wèi)星 地球同步軌道和對(duì)地靜止軌道 Geosynchronous amp。 GEO。單擊 Next進(jìn)入下一頁(yè)，選擇Geostationary地球同步軌道，再次點(diǎn)擊 Next。典型的 HEO衛(wèi)星系統(tǒng)有： 俄羅斯的 Molniya衛(wèi)星系統(tǒng) ,三顆衛(wèi)星分布間隔為 120度，軌道回歸周期 12小時(shí)，遠(yuǎn)地點(diǎn)為 39354公里，近地點(diǎn)為 1000公里。衛(wèi)星低于地平面的時(shí)間很短，為避免信號(hào)中斷，衛(wèi)星信號(hào)需要傳遞給同一軌道面的另一顆衛(wèi)星。軌道的回歸周期在 8小時(shí)到 24小時(shí)。 ? 步驟 : 建立大橢圓軌道衛(wèi)星 Highly Elliptical Orbit (HEO) STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 56 建立大橢圓軌道衛(wèi)星 大橢圓軌道 Highly Elliptical Orbit (HEO) 典型的大橢圓軌道近地點(diǎn)約為 500公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)約為 50000公里。點(diǎn)擊 Next兩次，生成軌道，命名衛(wèi)星為 HEO。 STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 55 建立大橢圓軌道衛(wèi)星 ，當(dāng) Orbit Wizard出現(xiàn)，點(diǎn)擊 Next。 注釋 : 要校驗(yàn)衛(wèi)星的回歸周期為 6小時(shí)，將第一個(gè)參數(shù)設(shè)置為回歸周期。 MEO系統(tǒng)的運(yùn)行類似于 LEO系統(tǒng)，在 MEO系統(tǒng)中通信移交的次數(shù)較少，但電磁波的傳輸延遲及損失較大。衛(wèi)星在地平面出現(xiàn)的最大時(shí)間長(zhǎng)度為幾小時(shí)。 3. 在 Orbit 欄， 輸入?yún)?shù)： STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 53 建立一顆中軌衛(wèi)星 ? 在 Orbit 欄， 輸入?yún)?shù)： 區(qū)域 值 Start Time 1 Jan 2022 00:00: Stop Time 2 Jan 2022 00:00: Step Size 1 minute Propagator J4 Orbit Epoch 1 Jan 2022 00:00: Coordinate Type Classical Coordinate System J2022 Apogee Altitude 10,000 km Perigee Altitude 10,000 km Inclination 15 deg Argument of Perigee deg RAAN deg True Anomaly deg 注釋 : 將半長(zhǎng)軸 Semimajor Axis改為遠(yuǎn)地點(diǎn)高度 Apogee Altitude。命名這顆衛(wèi)星為 MEO。 (66+6 顆衛(wèi)星分布于 6個(gè)軌道平面上，高度 780公里 )。低軌衛(wèi)星受大氣阻力的影響軌道位置會(huì)不斷下降。衛(wèi)星在地平面出現(xiàn)的最長(zhǎng)時(shí)間是 20分鐘，用這種軌道建立全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要配置大量的衛(wèi)星在不同的軌道面上。在這個(gè)高度上的衛(wèi)星回歸周期在 90分鐘到 2小時(shí)之間。 Orbit欄，設(shè)置如下參數(shù)： STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 50 建立一顆低軌衛(wèi)星 ? 在 Orbit欄，設(shè)置如下參數(shù)： 區(qū)域 值 Start Time 1 Jan 2022 00:00: Stop Time 2 Jan 2022 00:00: Step Size 1 minute Propagator J4 Orbit Epoch 1 Jan 2022 00:00: Coordinate Type Classical Coordinate System J2022 Period 90 minutes Eccentricity Inclination deg Argument of Perigee deg RAAN deg True Anomaly deg 注釋 : 單擊 Semimajor Axis右側(cè)的下拉菜單將參數(shù)改為 Period 。將這顆衛(wèi)星命名為 LEO。 6個(gè)經(jīng)典 軌道參數(shù) STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 48 如何輸入軌道參數(shù) 軌道大小和形狀 軌道位置 衛(wèi)星位置 STK基本練習(xí) 1：生成衛(wèi)星軌道 49 建立一顆低軌衛(wèi)星 ? 步驟 : 建立一顆低軌衛(wèi)星 LowEarth Orbit (LEO) STK瀏覽窗口左側(cè)，單擊 Satellite按鈕。這六個(gè)軌道參數(shù)可分為三類： ? 兩個(gè)軌道參數(shù)確定軌道大小和形狀 ? 三個(gè)軌道參數(shù)確定軌道的方位 ? 一個(gè)參數(shù)確定衛(wèi)星在軌道上的位置 42 軌道大小和形狀參數(shù) ? 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。 ? STK基本練習(xí) ? 生成衛(wèi)星軌道 ? 輸入衛(wèi)星及星歷數(shù)據(jù)（ MSGP4 amp。 TLE） ?太陽(yáng)同步軌道 ?使用遙感器 ? STK工具練習(xí) ?生成報(bào)告 ?生成圖表 ?計(jì)算可見性 ?Walker星座 37 STK練習(xí) STK練習(xí) ? STK專業(yè)版練習(xí) ?使用高級(jí)分析功能 ?阻力問題 ?使用 Lifetime衛(wèi)星壽命計(jì)算工具 ?使用 LOP長(zhǎng)期軌道預(yù)報(bào)器 ?使用高分辨率地圖和三維地形數(shù)據(jù) ? STK模塊練習(xí) ?Chains－鏈路模塊：鏈路與星座 ?Chains－鏈路模塊：分析通信衛(wèi)星星座 ?Connect－連接模塊：連接 ?VO－三維顯示模塊： STK/VO工具 38 Satellite Tool Kit 174。 STK 專業(yè)版 30 STK專業(yè)版 STK專業(yè)版 ? 高級(jí)分析功能 ? 高精度軌道預(yù)報(bào)（ HPOP） ? 長(zhǎng)期軌道預(yù)報(bào)（ LOP） ? 衛(wèi)星壽命計(jì)算（ Lifetime） 31 STK專業(yè)版 高級(jí)分析功能 ? 高級(jí)分析功能 ?姿態(tài)仿真與指向 ?遙感器定義與約束 ?航天動(dòng)力學(xué) ?數(shù)據(jù)可視化 ?數(shù)據(jù)管理 32 STK專業(yè)版 HPOP高精度軌道預(yù)報(bào) ? 生成多種類型的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù) ? 使用一整套高保真力學(xué)模型 ? JGM2— 提供目前已知的最高精度的力學(xué)模型 ? 月球 /太陽(yáng)點(diǎn)質(zhì)量重力影響 — 使用美國(guó)海軍天文臺(tái)壓縮星歷預(yù)報(bào)太陽(yáng)和月球的位置 ? 大氣阻力模型 — 使用 1960 Jacchia、 1971 Jacchia、 Jacchia Roberts、 1976 Standard或 Harris Priester阻力模型計(jì)算大氣阻力密度 ? 太陽(yáng)光壓 — 定義對(duì)象為反射球體或黑體 ? 可以處理圓軌道、橢圓軌道、拋物線軌道、雙曲線軌道 ? 距離從地球表面直到月球 ? 計(jì)算考慮了大多數(shù)可預(yù)測(cè)的地球運(yùn)動(dòng) ? 春分 /秋分點(diǎn)進(jìn)動(dòng)、地球章動(dòng)、周日的旋轉(zhuǎn)、質(zhì)心位移 ? 計(jì)算主要天文時(shí)間系統(tǒng)間差異 ? 計(jì)算 UTC、 TAI和 TDT差異 33 STK專業(yè)版 LOP長(zhǎng)期軌道預(yù)報(bào) ? 精確預(yù)報(bào)數(shù)月或數(shù)年之后的衛(wèi)星軌道 ? 應(yīng)用領(lǐng)域： ? 長(zhǎng)期任務(wù)設(shè)計(jì) ? 燃料預(yù)算 ? 有效期研究 ? 使用變化參數(shù)接近法 ? 綜合分析導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)方程，計(jì)算軌道攝動(dòng)的平均影響 ? 允許大的、多重軌道時(shí)間步長(zhǎng)，在高保真計(jì)算軌道參數(shù)時(shí)顯著改善了計(jì)算速度 ? 考慮大氣阻力和地球扁率 ? 使用 1976標(biāo)準(zhǔn)大氣阻力模型計(jì)算阻力影響 ? 考慮地球扁率影響（通過 J21） ? 考慮等軸諧波的諧振影響，太陽(yáng)和月球重力以及太陽(yáng)光壓 ? 基于 NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（ JPL）開發(fā)的算法 34 STK專業(yè)版 Lifetime衛(wèi)星壽命計(jì)算