基于STK的卫星轨道预报.docx

精品《航天器操作与控制试验》综合作业卫星轨道预报姓名： 王备学号： 38151312院系：宇航学院- 可编辑 -精品二年十一月- 可编辑 -一、 实验题目：卫星轨道预报二、 实验目的1. 学会 STK（ Satellite Tool Kit ）软件的使用，掌握 STK 的基本操作；2. 学会使用 STK 仿真， 并实现卫星的轨道预报， 重点掌握 HPOP 高精度轨道预报和 LOP 长期轨道预报三、 实验内容（一） 、 HPOP 高精度轨道预报1. 建立两颗卫星 HPOP1 与 HPOP2 ；2. 设置 HPOP1 考虑大气阻力，而 HPOP2 不考虑，其他参数相同；3. 用 HPOP 高精度轨道预报器生成轨道；4. 动画显示，观察两颗卫星轨道的不同；5. 生成多种类型的卫星轨道数据；6. 计算卫星轨道寿命二） 、 LOP 长期轨道预报1. 建立两颗卫星 LOP1 与 LOP2 ；2. 设置 LOP1 考虑大气阻力，而 LOP2 不考虑，其他参数相同；3. 用 HPOP 高精度轨道预报器生成轨道；4. 生成多种类型的卫星轨道数据，观察两颗卫星轨道的不同四、 实验过程描述（一） 、 HPOP 高精度轨道预报精品1 .建立新的场景将其命名为 BUAA_HPOP。

2 .在浏览窗口选中场景，打开 Basic Properties 窗口3 .在Time Period 栏，输入如下设置：区域值Start Time1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time1 Jan 2010 04:00:00.00Epoch1 Jan 2010 00:00:00.004 .选择Animation 栏输入如下内容:区域值Start Time1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time1 Jan 2010 04:00:00.00Time Step60 secondsRefresh DeltaChange to High Speed5 .在Units栏输入如下设置:区域值Distance UnitKilometersTime UnitMinutesDate FormatGregorian UTCAngle UnitDegreesMass UnitKilograms完成后，点击确定，从 File菜单中选择 Save As…，保存场景为6.BUAAHPOP.sc7.在浏览窗口点击Satellite按钮新建一颗卫星，取消轨道向导，命名卫星为 HPOP1 o,打开 HPOP1 卫星的 Basic Properties窗口，在 Orbit8.栏，选择 HPOP Propagator点击Semimajor Axis 右侧的下拉菜单，改变为Period设置为95 min 。

窗口中所有参数9 .点击 Force Models …按钮，确认 HPOP Force Model均被选用区域值Earth GravityGravity Field - JGM2.gvMaximum Degree - 21Maximum Order - 21Third Body GravityUse Solar Gravity - ONUse Lunar Gravity - ONDragUse - ONCd - 3.0Atm Density Model - Harris-PriesterAverage F10.7 - 65.0Area/Mass Ratio - 200.0m 2/kgSolar Radiation PressureUse - ONCp - 2.0Area/Mass Ratio - 200.0m 2/kg10 .点击确定关闭 HPOP Force Model 窗口，然后点击 Basic Properties 窗口中的确定按钮，生成卫星轨道11 .下面打开 HPOP1 卫星的 Graphics Properties 窗口，改变卫星的 Marker Style 为 Star,点击确定。

12 .新建HPOP2卫星，在Force Models 窗口，关闭Drag参数，其它设 置与HPOP1相同生成卫星轨道后，打开它的Graphics Properties 窗 口，改变Marker Style 为Circle ,点击确定13 .保存场景动画显示场景观察卫星在整个时间周期内的相互位置 在动画接近时间周期结束时，暂停动画，放大窗口到卫星所在区域进行观察 （如图1、图2所示）图1 接近周期结束时的 2维图像图2 接近周期结束时的 3维图像14 .分别选中两颗卫星，从Tools菜单中选择Report ,生成两颗卫星各自的Classical Orbit Elements 报告注意考虑阻力和未考虑阻力卫星在报告 时间末期轨道参数的不同15 .生成每颗卫星的LLA Position （经纬度高度位置）报告比较两颗卫星 之间位置数据的差异16 .同时选中两颗卫星，从Tools菜单中选择 Graph在STK Graph Tool 窗 口，点击New按钮，选中新建的图表格式，在文本框输入 Altitude，点击Change按钮新图表的改变名称17 .选中Altitude 格式，点击Properties 按钮，在Content 栏，选择Time XY作为Graph Type。

打开LLA State树，点击Fixed子树，双击 Alt 将其加入Y-Axis区域，点击确定点击STK Graph Tool 窗口的Create 按钮生成图表18 .在图表窗口中，从Edit菜单选择Attributes ,改变其中一颗卫星线条的 颜色观察整个时间周期内两颗卫星高度的差异关闭图表和STK Graph Tool 窗口19 .同时选中两颗卫星，点击鼠标右键，在快捷菜单中选择 Strip Chart20 .在 STK Strip Chart Tool 窗口，从 Styles 列表中选择 Altitude （前面 新建的图表格式），点击Open当动态图表窗口出现，改变其中一颗卫 星线条的颜色21 .动画显示场景，观察HPOP1卫星的Altitude （高度）如何降到HPOP2 卫星下面这是由于大气阻力对 HPOP1卫星的影响造成的22 .在浏览窗口，选中HPOP卫星，然后从Tools菜单Lifetime 23 .在Lifetime 窗口，输入下列数值：区域值Drag Coefficient 阻力系数2.0Reflection Coefficient反射系数1.0Drag Area 阻力面积1000 m 2Area Exposed to SUN暴露太阳卜面积1000 m 2Mass质里1000 kg24 .确认Graphics 选项打开，点击Compute。

当计算完成，Information 窗口显示轨道衰退日期和轨道圈数25 .点击确定关闭Lifetime 窗口二）、LOP长期轨道预报1 .建立新的场景将其命名为 BUAA_LOP2 .在浏览窗口选中场景，打开 Basic Properties 窗口3 .在Time Period 栏，输入如下设置：区域值Start Time1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time1 Jan 2011 00:00:00.00Epoch1 Jan 2010 00:00:00.004 .选择Animation 栏输入如下内容:区域值Start Time1 Jan 2010 00:00:00.00Stop Time1 Jan 2011 00:00:00.00Time Step60 secondsRefresh DeltaChange to High Speed5 .在Units栏输入如下设置:区域值Distance UnitKilometersTime UnitSecondsDate FormatGregorian UTCAngle UnitDegreesMass UnitKilograms6 .在浏览窗口，点击Satellite按钮新建一颗卫星，取消轨道向导，命名它为 LOP1。

7 .打开LOP1卫星的Basic Properties 窗口，在Orbit栏输入下列设置保留Start和Stop Time和Step Size默认值LOP预报器自动选择1 天作为时间步长输入完毕后，点击确定区域值PropagatorLOPStep Size1 dayPeriod5700 secondsEccentricity0.0oInclination35.0o8.点击Force Models （阻力模型）按钮9.在LOP Force Models 窗口，输入如下数值:区域值Earth Gravity地球引力场Gravity Field - JGM2.gvMaximum Degree - 12Maximum Order - 12Third Body Gravity 三体引力Use Solar Gravity - ONUse Lunar Gravity - ONDrag大气阻力Use - ONCd - 3Solar Radiation Pressure太阳光压Use - ONCp - 1.5Atmosphere - 90 kmPhysical Data卫星本体物理参数i 八 C , •,如 CL C 2Drag Cross-Sectional Area - 25.0 m2SRP Cross-Sectional Area - 25.0 mSatellite Mass - 1000.0 kg10 .新建另一颗卫星，将其命名为LOP2,打开LOP2卫星的Basic Properties窗口，在Orbit栏输入下列设置。

保留 Start和Stop Time和Step Size默认值LOP预报器自动选择1天作为时间步长输入完毕后，点击确7£o区域值PropagatorLOPStep Size1 dayPeriod5700 secondsEccentricity0.0oInclination35.0o11.点击Force Models （阻力模型）按钮，输入下列数化区域 值Drag大气阻力 Use - OffSolar Radiation Pressure太阳光压Use - ONCp - 1.5Atmosphere-90 kmPhysical Data12 .在浏览窗口选中LOP1卫星，从Tools菜单选择Graph13 .在 Graph Tool 窗口，选中 LLA Position，点击 Time Period …按钮将 Stop Time 改为 10 Jan 2010 00:00:00 。