怎么呢STKGPS星蚀实例

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  STKGPS星蚀实例_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。zb GPS卫星何时进入星蚀季? 天问空间科技有限 2014.8 主要内容 教程目的 需解决的问题 问题分解 解决方案 打开已有的场景文件 显示地球太阳矢量 STK z

  zb GPS卫星何时进入星蚀季? 天问空间科技有限 2014.8 主要内容 教程目的 需解决的问题 问题分解 解决方案 打开已有的场景文件 显示地球太阳矢量 STK zb 2 of 11 主要内容 创建轨道平面 3D窗口中显示轨道平面 使用VGT创建β角 3D窗口中显示β角 可视化6个轨道面 卫星在星蚀季中持续时间 定制图形报告 保存场景文件 zb 3 of 11 教程目的 在本教程中,需要 STK 专业知识来定义和评估复 杂的现实世界问题,然后在STK中建模和这一 问题。完成后,将有机会下面的技能: ? 探索 STK 工作台。 ? 使用向量几何工具 (VGT) 创建角度和平面。 ? 在 3D 图形窗口中显示向量、角度和平面。 ? 使用计算工具生成在一定范围内的角度值报告。 ? 创建一个自定义图形。怎么呢 ? 在特定时间内使用时间工具和时间轴视图显示角度值范围。 zb 4 of 11 需解决的问题 当一颗卫星处在星蚀季时,其在外的太阳能电池板无法 接收足够的太阳能。GPS 卫星会失去能量,然后开始关闭 载荷业务。GPS 卫星的轨道平面和地球-太阳矢量之间的角 度,即β角给定的轨道平面正进入每年度2个星蚀季之一 。对于本场景,只有6个月的时间将用来评估星蚀季。 作为 GPS 运营商,你的工作就是预先知道你负责的 6 个轨 道平面中任何一个何时进入星蚀季,这样就可防止出现任何 可能的关闭荷载。需要 6 个轨道平面,并确定何时β角 将会小于5度。 zb 5 of 11 问题分解 每个轨道平面都会进入每年度两个星蚀季。 你所负责的六个 GPS 轨道平面中的每个平面将在 未来六个月进入星蚀季。 β角为 GPS 卫星轨道平面和地球太阳矢量之间夹角 。 β角小于 + /-5 度时,表示需要进行干预。 将需要标记β角度用于反映矢量到轨道平面的接近 程度或反映从平面上的倾斜程度。 zb 6 of 11 解决方案 使用,包括向量几何工具 (VGT)、 计算工 具、 时间工具,在六个月期间为每个GPS 轨道平 面构建β角,以确定何时进入星蚀季。 zb 7 of 11 打开已有的场景文件 启动STK10 打开场景文件 选择文件夹..\GPS_Eclipse\ 另存为GPS_Eclipse.sc zb 8 of 11 显示地球太阳矢量和轨道面 在3D窗口里显示全部6个GPS 轨道面(仅演示1个轨道面, 其余类同) 和地日矢量 ? 打开3D窗口属性 ? 选择Vector页面,并设置参 数,显示地球太阳矢量 zb 9 of 11 STK 创建轨道面之前,先 介绍STK 包括向量几 何工具 (VGT)、 计算 工具、 时间工具。 可直接使用预定义部 件。 用户可自定义部件。 zb 10 of 11 创建轨道平面 启动STK(菜单 、工具条、右击对象下 拉菜单三种方法) 在地球父对象下创建轨 道平面子对象。(易于复 制和修改) 轨道平面定义为与卫星 轨道角动量垂直,类型 选择Norl(法向) zb 11 of 11 创建轨道平面 定义了平面类型后,还需 要定义两个矢量和一个参 考点。 ? 轨道面法向矢量选择 PLA_POSITN-A4 Orbit_Norl ? 参考矢量选择A4卫星 “LineOfNodes” ? 轨道面参考点为“Earth Center” zb 12 of 11 3D窗口里显示轨道面 用户自定义的轨道面并 未在3D窗口中显示, 需要简单设置。 ? 点击3D窗口属性按钮 ? 在地球父对象下选择 GPS_PlaneA平面 ? 显示”LineOfNodes”矢 量 ? 3D窗口显示轨道平面A zb 13 of 11 使用VGT创建β角 使用VGT创建β角需要两 个要素:地日矢量和轨 道面。 ? 进入VGT ? 在地球父对象下建立自 定义角度 ? 角度类型:ToPlane ? 参考矢量:EarthSun ? 参考平面: Earth GPS_PlaneA zb 14 of 11 3D窗口里显示β角 可在动画过程中观察,轨道面 A是 ? 打开 3D窗口属性页 否有星蚀季?若有的话,何时进 ? 左面框选择“ Vector” 入星蚀季? ? 右边框选择“Add” ? 在地球父对象下选择 BetaAngle_A ? β角显示设置 zb 15 of 11 可视化全部6个轨道面 由于时间关系,已经创建了用于计算其它5颗卫星的 β角,并保存在VGT。虽然时考虑会用到它们 ,为了把窗口“混乱”程度保持到最低限度,不在 3D 图形窗口中显示它们。如果要显示所有6个轨道面和 其相应的β角,如图所示。 zb 16 of 11 卫星的星蚀季有多长时间? 在场景动画过程中,通过观察 3D 窗口中β角的变化 可知:卫星处在星蚀季持续时间只占6个月期间 中的很小一部分。但是很明显,各GPS轨道面在6个 月期间里至少有一个星蚀季。 多久会出现一个星蚀季?每个星蚀季持续多长时间 ?为精准地确定多久会出现星蚀季及持续时间,需 要提供平面数据,但平面不是 STK 对象。如何提供 平面数据呢? zb 17 of 11 卫星的星蚀季有多长时间? 可以使用计算工具来计算β角处在+ /-5 度范围内的 时间。首先需要在定义正负五度的标量边界之前, 先定义一个新角度作为计算工具中的一个标量。一 旦确定了此标量及其范围值,就可以提供满足这些 值的时间,并在时间轴视图显示它们。 zb 18 of 11 计算工具 首先要将β角作为计算 工具里的一个标量。 ? 打开 ? 选择计算工具 ? 过滤“All Objects” ? 选择“Earth” ? 创建新标量计算 zb 19 of 11 创建标量- Scalar_BetaAngleA ? 标量类型:angle ? 标量名称: Scalar_BetaAngleA ? 描述内容:“The scalar of the beta angle associated with GPS Plane A” ? 输入角度标量“Earth BetaAngle_A” zb 20 of 11 创建条件标量-ScalarBounds_BetaAngleA ? 在地球父对象下创建条件标量 ? 标量类型:Scalar Bounds ? 标量名称: ScalarBounds_BetaAngleA ? 描述内容:“The lits from -5 to 5 degrees for Beta Angle A” ? 标量选择:Scalar BetaAngleA ? 操作:“Between Minum and Maxum” ? 最小:-5deg;最大5deg zb 21 of 11 绘制满足β角的时间曲线 将创建一个自定义图表,显示 满足β角±5 度约束对应的时间 。已创建了轨道面A的β角界限 标量范围。再创建一个自定义 图来显示所有 GPS 平面β角满 足条件的时间。 打开图表管理器 按下表选择 右击Beta Angle Tes图标进入 属性页 zb 22 of 11 绘制满足β角的时间曲线 确定自定义图表内容 ? 为每个轨道面β角范围 标注对应名称(类似6遍) ? 标注整个图表名称 zb 23 of 11 绘制满足β角的时间曲线表示满足条件 ? 在生成定制图之前 ,需要了解生成的 数据量。既然在此 场景中有六个月的 数据,应将此图的 时间步长从 60 秒增 加到 24 小时。这将 会提供足够的信息 ,生成图又不会花 费一段时间。 zb 24 of 11 定制图形报告 若想了解整个星蚀季 里某个β角变化,没 有已创建的图文样式 ,需要创建第二个定 制图形。 打开图表管理器 按下表选择 轨道面E/B/F/C/A/D依次进入星蚀季 创建GPSBetaAngle 右击GPSBetaAngle 图标进入属性页 zb 25 of 11 定制图形报告 修改定制图形 ? 右击图形上任意一点 ? Y轴增加格线 回答问题 ① 哪个GPS轨道面β角变化范围最大? ② 哪个GPS轨道面β角变化范围最小? ③ 全部GPS轨道面之间倾角和高度变化很小,哪个 轨道参数会造成β角明显变化? zb 27 of 11 创建轨道面A的星蚀季时间组件 ? 由于在计算工具中已经创建 的条件标量 ScalarBounds_BetaAngleA 是在地球父对象下,不能直 接用到卫星父对象下,需将 该组件输出到卫星 Plane_Postion_A4下。怎么呢 zb 28 of 11 创建轨道面A的星蚀季时间组件 ? 轨道面A的星蚀季属于 时间间隔,故需创建一 个时间间隔标量。 zb 29 of 11 在时间轴视图中显示轨道面A的星蚀季 打开时间轴视图 ? 点击STK10菜单View ? 下拉菜单中选TeLine View 显示定制的时间间隔组件 ? 时间轴视图菜单中选择增加 组件。 双击此处 zb 30 of 11 总结 STK是STK10功能强大的三种工具组合。 本教程利用VGT创建了地日矢量和轨道面,并在3D 窗口中显示。 利用计算工具创建了地日矢量与轨道面夹角(β角标 量) ,以及判断卫星是否进入星蚀季的条件标量 利用时间工具创建了轨道面A进入星蚀季的时间间 隔组件,并在时间轴视图中显示。怎么呢 zb 31 of 11 总结 工作台中的时间线视图和时间工具是STK中与 时间进行交互的一种新方法以及显示时间和设置对 象的启动时间。 zb 32 of 11

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